TWI671097B - 滅火組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種滅火濃縮物,該濃縮物含有:水;第一界面活性劑,其為陰離子界面活性劑;第二界面活性劑,其為兩性界面活性劑;第三界面活性劑,其係選自陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑,該第三界面活性劑係不同於該第一界面活性劑與該第二界面活性劑,及水連同視情況選用之成份。該濃縮物可與水組合以提供可施用於火一段時間且其量能有效地滅掉該火之滅火組合物。

Description

滅火組合物
本發明大體上係關於滅火組合物、其濃縮物及使用該等組合物之製造方法。
不受控制的火為人面臨的最危險及非所要事件中之一。需要在短時段內有效淬滅火之滅火組合物。非常合乎需要的是,彼等組合物對環境為無毒的,且當然合乎需要的是,若其與人接觸,其對人無害。同樣,非常合乎需要的是,彼等組合物之燃燒產物對環境為無毒的且一般對人及動物生命無害。本發明係關於滿足與撲滅不受控制的火相關之此等及相關需要。
簡言之,本發明提供滅火濃縮物;滅火組合物,其為濃縮物之水稀釋形式;該等濃縮物及該等組合物之製造方法;及使用該等濃縮物及該等組合物以便滅火之方法。
在一個實施例中,本發明提供一種包含水及固體之組合物,該等固體包含選自兩性界面活性劑之第一界面活性劑、選自陰離子界面活性劑之第二界面活性劑及選自兩性界面活性劑與陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於該第一界面活性劑及該第二界面活性劑。該組合物可直接用於滅火,或其可以濃縮形式製備,可按需要將其稀釋以提供滅火組合物。該組合物或其濃縮物可含 有一或多種視情況選用之成份。例示性視情況選用之成份為無機鹽、有機溶劑及增稠劑。
在另一實施例中,本發明提供一種包含水及固體之組合物,該等固體包含選自兩性界面活性劑之第一界面活性劑、選自陰離子界面活性劑之第二界面活性劑。該組合物可直接用於滅火,或其可以濃縮形式製備,可按需要將其稀釋以提供滅火組合物。該組合物或其濃縮物可含有一或多種視情況選用之成份。例示性視情況選用之成份為無機鹽、有機溶劑及增稠劑。
在一個實施例中,本發明提供一種藉由分批法製造滅火濃縮物之方法。在此實施例中,滅火濃縮組合物藉由一種包含以下之方法來製備:向容器中添加熱水、陰離子界面活性劑、兩性界面活性劑及視情況選自陰離子界面活性劑與兩性界面活性劑之第三界面活性劑,其中第三界面活性劑不同於已添加的陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑。額外視情況選用之成份包括無機鹽、有機溶劑及增稠劑;其中在添加組份至容器中之後,攪拌所得混合物直至其達到完全或幾乎均勻狀態,例如,於添加下一組份前,在產生最少泡沫下攪拌歷時約30分鐘。
舉例而言,本發明提供一種用於製造滅火濃縮組合物之方法,其包含:a)將水加熱至約70-80℃以提供熱水;b)添加陰離子界面活性劑至該熱水;c)添加兩性界面活性劑至步驟b)之混合物;d)添加熱水至步驟c)之混合物;e)視情況添加第三界面活性劑至步驟d)之混合物,該第三界面活性劑選自陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑,該第三界面活性劑不同於已存在於該混合物中之該陰離子界面活性劑及該兩性界面活性劑; f)添加無機鹽至步驟e)之混合物;g)將步驟f)之混合物冷卻至環境溫度;及h)添加增稠劑至該步驟f)之混合物;其中在添加組份之後,於添加下一組份前,在產生最少泡沫下將所得混合物攪拌一段有效地實現均勻或幾乎均勻混合物之時間,通常約30分鐘。
在一個實施例中,本發明提供一種藉由連續法製造滅火濃縮物之方法。在此實施例中,滅火濃縮物藉由以下來製備:提供連續反應器,將水饋入該連續反應器中,向該連續反應器中之該水中添加a)陰離子界面活性劑、b)兩性界面活性劑及視情況c)選自陰離子界面活性劑及陽離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於已饋入該反應器中之該陰離子界面活性劑及該兩性界面活性劑;及混合組份a)、組份b)及視情況組份c)以提供均勻混合物。視情況,將連續反應器中之水維持在超過50℃之溫度。視情況,將額外成份添加至調配物,諸如有機溶劑、無機鹽及增稠劑。視情況,選自直列式混合器及靜態混合器之混合器存在於連續反應器中。
在一個實施例中,本發明提供一種用於自滅火濃縮物形成滅火組合物之方法。根據此實施例,以適合的水:濃縮物比率組合水與濃縮物,且將兩種組份混合在一起以形成滅火組合物。混合可視情況藉助於文氏(Venturi)管實現,其中水流經之管之直徑的限制用於自儲集器抽取濃縮物進入水中以提供滅火組合物。
在一個實施例中,本發明提供一種滅火之方法,其中該方法包含將有效量之本發明之滅火組合物施用於火上,持續一段有效滅火之時間。
一或多個實施例之細節列舉於以下實施方式中。結合一個例示性實施例所說明或描述之特徵可與其他實施例之特徵組合。其他特 徵、目標及優點根據實施方式及申請專利範圍將為顯而易見的。另外,所有所參考的專利及專利申請案之揭示內容均以其全文引用之方式併入本文中。
在一個態樣中,本發明提供一種呈濃縮及稀釋(即用)形式之滅火組合物。在另一態樣中,本發明提供一種形成呈濃縮形式之滅火組合物且接著將彼濃縮組合物稀釋為稀釋形式之方法。在另一態樣中,本發明提供一種使用該等組合物作為滅火手段之方法。
簡言之,該組合物含有至少兩種活性成份且視情況含有至少三種活性成份,載劑除外。彼等成份為兩性界面活性劑及陰離子界面活性劑,且當第三界面活性劑存在時,第三界面活性劑選自陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑,其與第一(兩性)界面活性劑或第二(陰離子)界面活性劑不相同。該組合物可含有一或多種視情況選用之成份,例如無機鹽及增稠劑。載劑為水,視情況與少量有機溶劑組合。在一個態樣中,滅火組合物不含碳-鹵素鍵,且因此與含有具有該等鍵的一或多種組份之替代組合物相比為更加環境友好的。
應指出,如本說明書及既定申請專利範圍中所用,除非上下文明確指明,否則單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數指示物。因此,例如提及「兩性界面活性劑」包括單一兩性界面活性劑以及相同或不同兩性界面活性劑中之一或多者。
組份 兩性界面活性劑
本發明之滅火組合物包括至少一種且視情況包括多於一種兩性界面活性劑。如本文所用,兩性界面活性劑為含有帶正電原子及帶負 電原子之分子。界面活性劑分子可包括聚合組份,且亦可包括諸如鈉及銨之相對離子,然而,相對離子並非認為是將分子限定為兩性界面活性劑之帶正電原子或帶負電原子中之一者。
帶正電原子可為例如氮原子,其提供例如銨基,或可為硫原子,其提供例如鋶基。特定原子上存在的正電荷可為分子所曝露於的pH之函數。換言之,本發明之兩性界面活性劑在周圍溶液之每一pH下不必具有帶正電原子及帶負電原子,但可僅在一個pH範圍內具有此等帶電原子。舉例而言,當分子具有帶有正電荷之氮原子時,彼電荷可僅在周圍溶液(水溶液)之pH為足夠低以致氮原子變得質子化時存在。此例如在氮原子為一級、二級或三級胺之一部分時發生。替代地,氮原子可為四級銨離子之一部分,四級銨離子維持其正電荷而不管周圍溶液之pH。
帶負電原子可為例如氧原子,其可為諸如羧酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基或磷酸酯基之公認官能基之一部分。如同正電荷,特定原子上存在的負電荷可為分子所曝露於的pH之函數。換言之,本發明之兩性界面活性劑在周圍溶液之每一pH下不必具有帶負電原子及帶正電原子,但可僅在一個pH範圍內具有此等帶電原子。舉例而言,當分子具有帶有負電荷之氧原子時,電荷可僅在周圍溶液(水溶液)之pH為足夠高以致氧原子變得去質子化時存在。此可例如在氧原子為例如羧酸基團之一部分時發生,其中僅羧酸酯形式之羧酸基團具有帶負電氧原子而相應羧酸形式具有中性氧原子。
概言之,兩性界面活性劑在周圍溶液之整個可能pH範圍內不必具有帶正電原子及帶負電原子,但將在某一pH範圍(其在此項技術中有時被稱作等電pH範圍)下具有此兩種帶電原子。當兩性界面活性劑具有帶正電原子及帶負電原子時,該界面活性劑可據稱呈其兩性離子形式。當本文提供兩性界面活性劑之化學結構時,術語X可用於指可 與等電pH範圍內之帶正電原子或帶負電原子締合之相對離子。例示性陽離子相對離子為鈉及銨。例示性陰離子相對離子為氯離子及磷酸根。值得注意的是可使正電荷或負電荷在複數個原子上離域。舉例而言,當負電荷在氧原子上且氧原子為羧酸酯基之一部分時,使負電荷在羧酸酯基之兩個氧原子上離域。
另外,且如同所有界面活性劑,兩性界面活性劑將具有親脂性(亦稱疏水性)區域及疏脂性(亦稱親水性)區域。親脂性區域可稱作脂肪區域。脂肪區域可由存在於天然存在的脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺或其類似者中之烴部分組成,然而其可替代地以合成方式形成,亦即,其可為以合成方式產生的片段,諸如聚乙烯、聚丙烯、聚(氧化丙烯)等。如本文所用,且當描述一類兩性界面活性劑時,術語「R」將用於指分子之脂肪區域。在各種實施例中,R指示中鏈或長鏈脂肪基團,諸如:C6-C24片段,亦即,具有至少6個且至多24個碳原子之分子片段,及視情況任何其他原子,例如氫、鹵素(例如F、Cl、Br)、氮及氧;C6-C24烴,亦即,具有6-24個碳原子及足夠氫原子以完成碳原子之價數之分子片段;C8-C22片段;C8-C22烴;C10-C20片段;C10-C20烴;C12-C18片段;及C12-C18烴。在各種實施例中,R具有至少6個、或至少8個、或至少10個、或至少12個、或至少14個或至少16個碳原子。在各種實施例中,R具有不超過30個、或不超過26個、或不超過24個、或不超過22個、或不超過20個或不超過18個碳原子。術語R可表示烷基,其中術語烷基係指直鏈、分支鏈或環狀飽和烴基,一般具有以上指定的碳原子範圍之任何數目(例如C6-C24係指具有6至24個碳原子之烷基)。烷基之實例包括3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸及二十二烷酸。
以下幾段提供可併入本發明之滅火組合物中之例示性特定界面 活性劑類別及特定兩性界面活性劑之實例。應指出,該等類別不為相互排斥的,因為特定兩性界面活性劑可屬於多於一種類別,亦即就涵蓋於同一類別內之界面活性劑而言兩種類別可重疊。界面活性劑技術中存在用於分類及辨識具體而言兩性界面活性劑及一般而言界面活性劑之種類之不同命名法,其中該命名法通常不提供相互排斥類別之界面活性劑。然而,以下提供適用於本發明之兩性界面活性劑。為方便起見,可藉由僅參考其帶電部分識別界面活性劑。舉例而言,兩性界面活性劑可稱作甜菜鹼或甜菜鹼界面活性劑以便指示兩性界面活性劑含有甜菜鹼基團。作為另一實例,當兩性界面活性劑包含羥基磺基甜菜鹼基團時,此類界面活性劑可稱作羥基磺基甜菜鹼界面活性劑,或在上下文准許時甚至更簡單地稱作羥基磺基甜菜鹼。替代地,可據稱兩性界面活性劑包含具體經識別的帶電基團,諸如甜菜鹼或甜菜鹼基團、羥基磺基甜菜鹼基團、氧化胺基團等。
在一些以下化學結構中,術語「L」用於指鍵聯基團。鍵聯基團為將存在於兩性界面活性劑中的兩個所標註之官能基鍵聯在一起之原子之短鏈。在一個實施例中,L為亞甲基,亦即-CH2-。在一個實施例中,L為伸乙基,亦即-CH2CH2-。在一個實施例中,L為伸丙基,亦即-CH2CH2CH2-。鍵聯基團可包括伸烷基鏈上之取代基,其中該取代基可為例如鹵素、羥基或短鏈(約C1-C4)烷基。在一個實施例中,L為經羥基取代之伸丙基,例如-CH2CH(OH)CH2-。在另一實施例中,L為經甲基取代之亞甲基,例如-CH(CH3)-。在一個實施例中,L為亞甲基、伸乙基或伸丙基,各視情況經羥基取代。在一個實施例中,L為二甲醚,亦即-CH2-O-CH2-。在一個實施例中,L為選自碳及氧之1-5個原子之鏈,其中該鏈視情況經羥基或鹵化物取代。
以下術語中之任一者可用於具體列舉「兩性界面活性劑」以藉此選擇適用於本發明之實施例的兩性界面活性劑:烷基醯胺丙基甜菜 鹼、烷基氧化胺、烷基兩性乙酸鹽、烷基甜菜鹼、烷基羧基甘胺酸鹽、烷基甘胺酸鹽、烷基磺基甜菜鹼、磺基甜菜鹼、烷基兩性丙酸鹽、烷基兩性甘胺酸鹽、烷基醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、醯基牛磺酸鹽及醯基麩胺酸鹽。此等術語中之每一者為此項技術中已知的,且以下描述多個此等術語。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為甜菜鹼界面活性劑,其意謂該界面活性劑包括甜菜鹼基團。甜菜鹼界面活性劑可為烷基醯胺丙基甜菜鹼,當烷基為直鏈烷基時其可由化學結構CH3-(CH2)n-CONH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2-COOX表示。更一般化地,醯胺丙基甜菜鹼可由化學結構R-CONH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2-COOX表示。此等為烷基醯胺基甜菜鹼之兩個實例。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基醯胺基磺基甜菜鹼,其可由化學結構R-CONH-L-N(CH3)2-(CH2)m-SO2OX表示,其中L為伸丙基。此類之子集為藉由烷基苯二甲基胺與丙碸之四級銨化獲得的烷基苯二甲基丙磺酸銨。此外,伸丙基鍵聯基團L可例如經羥基(其提供2-羥基-1-丙磺酸鹽衍生物)取代以提供適用於本發明組合物之另一兩性界面活性劑。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基胺基酸兩性界面活性劑,其可由化學結構R-NH-L-COOX表示,其中R及L為如上文所定義。舉例而言,R可衍生自椰子油,L可為伸乙基且X可為鈉離子。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基甜菜鹼兩性界面活性劑,其可由化學結構R-N(CH3)2-L-COOX表示,其中R為烷基及L為鍵聯基團。如同本文所揭示之其他兩性界面活性劑,R基團可為脂肪基團而非限於烷基,然而在一個實施例中R表示烷基。如先前所提及,鍵聯基團可為且在一個實施例中為亞甲基。然而,烷基甜菜鹼亦包括α-(N,N,N-三烷基銨)烷酸鹽,其具有結構R1-N(R2)(R3)-C(R4)H- COOX,其中L為經烷基取代之亞甲基。各種替代名稱及有時更特定名稱用於命名烷基甜菜鹼,例如N-烷基-N,N-二甲基甘胺酸;N-烷基-N,N-二甲基-N-羧甲基銨甜菜鹼;烷基-二甲基乙酸銨或烷基-二甲基醋酸銨。化妝品、盥洗用品及香料協會公司(Cosmetic,Toiletry and Fragrance Association,Inc.,CTFA)對此等產品使用名稱烷基甜菜鹼。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基咪唑啉衍生的兩性界面活性劑,其可由化學結構R-CONH-L-N(CH2CH2OH)CH2COONa表示。在另一實施例中,烷基咪唑啉衍生的兩性界面活性劑為二酸,其可由化學結構R-CON(CH2CH2OH)-L-N(CH2COONa)2表示。在此等實施例中之任一者中,連接子L視情況為伸乙基。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基亞胺基二酸兩性界面活性劑,其可由化學結構R-N(CH2CH2COONa)2表示。在替代實施例中,烷基亞胺基二酸兩性界面活性劑由化學結構R-N(CH2CH2CH2COONa)2或R-N(CH2COONa)2表示。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基磺基甜菜鹼兩性界面活性劑。烷基磺基甜菜鹼之化學結構可表示為R-N(CH3)2-L-SO2OX(有時亦表示為-L-SO3X),其中R為烷基及L為亞甲基。以下為可用於本發明之實施的例示性特定烷基磺基甜菜鹼:辛醯基磺基甜菜鹼、十六烷基磺基甜菜鹼、月桂基磺基甜菜鹼、肉豆蔻基磺基甜菜鹼、正辛基磺基甜菜鹼、棕櫚基磺基甜菜鹼、十四烷基磺基甜菜鹼。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷基磺基甜菜鹼,其為由CTFA贊同之術語。烷基磺基甜菜鹼為包括丙磺酸酯基、亦即L-SO3X(其中L為伸丙基)之磺基甜菜鹼兩性界面活性劑。烷基磺基甜菜鹼具有化學結構R-N(CH3)2-CH2CH2CH2-SO2OX。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼,其可由化學結構R(C=O)-NH-(CH2)3-N(CH3)2-CH2COOX表示。此類醯胺丙基 甜菜鹼亦可稱作烷基醯胺丙基甜菜鹼,因為R可為烷基。烷基醯胺丙基甜菜鹼界面活性劑通常藉由脂肪酸(例如來自諸如椰子油之天然油的脂肪酸)與3,3-二甲基胺基丙胺之反應來合成,以提供醯胺丙基二甲胺中間物,其轉而與一氯乙酸鈉反應以提供相應甜菜鹼。甜菜鹼界面活性劑通常以在其製備中所用之脂肪酸的來源命名,例如椰子油提供椰油醯胺丙基甜菜鹼,及異硬脂酸提供異硬脂醯胺丙基甜菜鹼。適用於本發明之許多烷基醯胺丙基甜菜鹼界面活性劑為以固體及溶液形式市售的,且可購自多個供應商。
以下為可用於本發明之實施之特定例示性醯胺丙基甜菜鹼:杏仁醯胺丙基甜菜鹼、杏醯胺丙基甜菜鹼、鱷梨醯胺丙基甜菜鹼、巴巴蘇醯胺丙基(babassuamidopropyl)甜菜鹼、二十二烷醯胺丙基甜菜鹼、菜籽醯胺丙基甜菜鹼、辛醯基/辛醯胺丙基甜菜鹼(由辛酸與癸酸之混合物形成)、椰油/油醯胺丙基甜菜鹼、椰油/向日葵醯胺丙基甜菜鹼(由椰子與向日葵籽油之共混物形成)、古布亞蘇醯胺丙基(cupuassuamidopropyl)甜菜鹼(由古布亞蘇樹之漿形成)、異硬脂醯胺丙基甜菜鹼、月桂醯胺丙基甜菜鹼、池花籽醯胺丙基(meadowfoamamidopropyl)甜菜鹼(由池花籽油形成)、乳醯胺丙基甜菜鹼、貂醯胺丙基甜菜鹼(由貂油形成)、肉豆蔻醯胺丙基甜菜鹼、燕麥油醯胺丙基甜菜鹼(由燕麥(Avena Sativa;oat)仁油形成)、油醯胺丙基甜菜鹼、橄欖醯胺丙基甜菜鹼、棕櫚醯胺丙基甜菜鹼(由棕櫚油形成)、軟脂醯胺丙基甜菜鹼、棕櫚仁醯胺丙基甜菜鹼(由棕櫚仁油形成)、蓖麻油醯胺丙基甜菜鹼、芝麻醯胺丙基甜菜鹼、牛油樹油醯胺丙基甜菜鹼(由牛油果(Butyrospermum Parkii)(牛油樹油)形成)、大豆醯胺丙基甜菜鹼、硬脂醯胺丙基甜菜鹼、動物脂醯胺丙基甜菜鹼、十一烯醯胺丙基甜菜鹼及小麥胚芽醯胺丙基甜菜鹼(由小麥胚芽內之油形成)。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為氧化胺兩性界面活性劑,其可由化學結構R-N(CH3)2-O-表示,其中R為親脂性基團。例示性R基團為親脂性烷基,其中R為烷基之氧化胺界面活性劑通常稱為烷基胺基氧化物。例示性烷基為辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸及二十二烷酸。例示性氧化胺兩性界面活性劑包括椰油醯胺丙基氧化胺及月桂基二甲基氧化胺(亦稱為十二烷基二甲基氧化胺、N,N-二甲基十二烷基N-氧化胺及DDAO)、大豆醯胺丙基氧化胺及肉豆蔻氧化胺。胺基之氮原子可鍵結至如以上所示之兩個甲基,然而作為替代,氮原子可鍵結至兩個羥乙基以提供結構R-N(CH2CH2OH)2-O-。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為胺基酸兩性界面活性劑。此類型之兩性界面活性劑顯示一定pH範圍內之兩性離子結構,其視界面活性劑之結構而定。此類型之兩性界面活性劑之常見實例為具有結構R-NH-CH2CH2-COOH之胺基酸,其中R為脂肪基團。此等有時被稱作脂肪胺基酸,或在呈相應羧酸鹽形式時更精確地稱作脂肪胺基丙酸鹽。關於此結構之變化形式具有兩個羧酸基團,亦即具有結構R-N(CH2CH2COOH)2,其在呈相應羧酸鹽形式時被命名為脂肪亞胺基二丙酸鹽。此等種類之兩性界面活性劑中之任一者可用於本發明之組合物。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為兩性乙酸鹽兩性界面活性劑,除了將在適合pH下變為帶正電之脂肪基團及化學基團之外,其亦包括化學結構-CH2-CO2X。此等界面活性劑有時被稱作兩性甘胺酸鹽。在一個實施例中,兩性乙酸鹽兩性界面活性劑可由化學結構R(CO)NH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)(CH2CO2X)表示,其中R可為烷基或R(CO)可為衍生自諸如在椰子油中發現的脂肪酸之脂肪醯基以提供例如椰油兩性乙酸鹽。該等兩性乙酸鹽界面活性劑可藉由如美國專利 6232496中所揭示使式R(CO)NH-CH2CH2-NHCH2CH2OH化合物與甲醛及氰化物反應來製備。在適當條件下,此兩性乙酸鹽可互變為包含咪唑鎓基團之相應兩性乙酸鹽兩性界面活性劑,其提供帶正電化學基團,諸如月桂醯兩性乙酸鹽(鈉鹽)。
兩性乙酸鹽兩性界面活性劑可包含兩個而非一個乙酸酯基以提供具有化學結構R(CO)NH-CH2CH2-N(CH2CH2OCH2CO2X)(CH2CO2X)之兩性界面活性劑。例示性兩性乙酸鹽兩性界面活性劑包括椰油兩性二乙酸二鈉、椰油兩性乙酸鈉、月桂醯兩性乙酸二鈉及月桂醯兩性乙酸鈉。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為兩性丙酸鹽兩性界面活性劑,除了將在適合pH下變為帶正電之脂肪基團及化學基團之外,其亦包括化學結構-CH2CH2-CO2X。該等兩性界面活性劑可如美國專利6030938中所述由丙烯酸製備。例示性兩性丙酸鹽兩性界面活性劑為辛醯兩性丙酸鹽、月桂亞胺基二丙酸鹽、異硬脂醯基兩性丙酸鹽及椰油兩性丙酸鹽之鈉鹽。兩性丙酸鹽兩性界面活性劑可包含兩個而非一個丙酸酯基,以提供具有化學結構R(CO)NH-CH2CH2-N(CH2CH2OCH2CH2CO2X)(CH2CH2CO2X)之兩性界面活性劑。此子類之兩性丙酸鹽兩性界面活性劑稱為兩性二丙酸鹽兩性界面活性劑,其中例示性兩性二丙酸鹽兩性界面活性劑為椰油兩性二丙酸鹽(亦稱為N-(2-椰子油醯胺乙基)-N-(2-(2-羧乙基)氧基乙基)-β-胺基丙酸,二鈉鹽)及辛醯兩性二丙酸鹽之二鈉鹽。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為甜菜鹼界面活性劑。甜菜鹼係指併有以下各者之界面活性劑分子:帶正電(陽離子)官能基,諸如鏻或四級銨基團,其不帶有氫原子;及帶負電(陰離子)官能基,諸如羧酸根基團或氧陰離子。在甜菜鹼中,陽離子基團與陰離子基團彼此不鄰接。如本文中所提及之甜菜鹼界面活性劑將滿足前述定義,且 將另外具有親脂性部分。在一個實施例中,陽離子為四級胺。在一個實施例中,陰離子為羧酸根。在另一實施例中,陰離子為氧陰離子。在另一實施例中,陰離子為硫酸根。在另一實施例中,陰離子為磺酸根。在另一實施例中,陰離子為磷酸根。許多市售甜菜鹼具有經二烷基取代之二甲基銨基團。儘管此基團在市售兩性界面活性劑中之盛行,適用於本發明之兩性界面活性劑不一定(雖然其可能)具有二甲基銨基團。更一般化地,其具有二烷基銨基團,以便提供例如具有化學結構R1-N(R2)(R3)-CH2COOX之三烷基烷酸銨。換言之,R2及R3不一定為甲基。一些例示性甜菜鹼為具有化學結構R-N(CH3)2-CH2-COOH之烷基二甲基甜菜鹼及具有結構R-CONH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2-COOH之烷基醯胺丙基二甲基甜菜鹼。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為具有化學結構R-N(CH3)2-CH2CH(OH)-SO3X之羥基磺基甜菜鹼,其中R為脂肪基團,例如長鏈烷基。羥基磺基甜菜鹼通常以R基團的來源命名,以使得例如衍生自椰子油之羥基磺基甜菜鹼可命名為椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼(然而其亦稱為椰油羥基磺基甜菜鹼及CAHS)。其他例示性羥基磺基甜菜鹼兩性界面活性劑包括月桂醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、動物脂醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、芥子醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼及月桂基羥基磺基甜菜鹼。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為咪唑啉衍生物兩性界面活性劑,有時被稱作咪唑啉鎓衍生物。表示咪唑啉衍生物兩性界面活性劑之化學結構因咪唑啉在曝露於水時特徵水解之事實為複雜的。脂肪咪唑啉在曝露於潮濕空氣時緩慢地水解,得到烷基醯胺基胺。因此,已在本文中其他地方描述之烷基醯胺基胺兩性界面活性劑為咪唑啉鎓衍生物兩性界面活性劑之實例。一般而言,咪唑啉鎓衍生物兩性界面活性劑,有時被稱作咪唑啉兩性界面活性劑,已在此項技術中熟知為 一類界面活性劑。在一個實施例中,兩性界面活性劑為咪唑啉衍生物,視情況為脂肪烷基咪唑啉。此類型之兩性界面活性劑在酸性溶液中形成陽離子,在鹼性溶液中形成陰離子及在中度pH範圍溶液中形成『兩性離子』。中度pH範圍,亦稱作等電範圍,在其內咪唑啉界面活性劑具有中性電荷,為化合物特異性的且視化合物之精確結構而定,其將影響氮原子之鹼性及羧酸基團之酸性。例示性適合咪唑啉類型兩性界面活性劑包括(但不限於)2-椰油醯基-2-咪唑啉鎓氫氧化物-1-羧基乙氧基二鈉。
咪唑啉鎓衍生物兩性界面活性劑可藉由使氯乙酸鈉與相應2-烷基-1-(2-羥乙基-)-2-咪唑啉反應來製備。通常指定此反應產物具有以下化學結構:
其中R為疏水性基團。產生此等環狀咪唑啉鎓衍生物之反應可易於擴展以提供具有以下結構之相應開鏈分子:RCO-NH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)CH2COO-(具有1當量氯乙酸鈉)及RCO-NH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)(CH2COO-)2(具有2當量氯乙酸鈉)。該等開鏈結構通常稱為咪唑啉衍生物或烷基(當R為烷基時)醯胺基胺基酸(當單一當量之氯乙酸鈉已用於其製備時)。
市售兩性咪唑啉鎓可為適用於本發明之前述結構中之一或多者。應稍微注意選擇咪唑啉鎓衍生物,因為相同術語在某種程度上混淆地用於指併有咪唑啉或由咪唑啉製備之陽離子(相對於兩性)界面活性劑,例如具有以下結構之陽離子界面活性劑:
因此,熟習此項技術者將有時具體而言提及兩性咪唑啉鎓界面 活性劑以區別於為陽離子之所謂的咪唑啉鎓界面活性劑。
適合的兩性咪唑啉鎓衍生物之實例具有選自C6-C22烷基之R基團,例如辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸及二十二烷酸。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為亞膦酸甜菜鹼兩性界面活性劑。亞膦酸甜菜鹼類似於烷基甜菜鹼及磺基甜菜鹼,其中羧基或磺酸基已經膦基置換。亞膦酸甜菜鹼可由化學結構R-N(CH3)2-L-P(=O)(R)OX表示。L可為例如伸丙基。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為膦酸甜菜鹼兩性界面活性劑。膦酸甜菜鹼類似於烷基甜菜鹼及磺基甜菜鹼,其中羧基或磺酸基已經膦酸酯基置換。膦酸甜菜鹼可由化學結構R-N(CH3)2-L-P(=O)(OR)OX表示。L可為例如伸丙基。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為烷酸吡啶鎓兩性界面活性 劑,其可由化學結構表示,其中R為脂肪基團,例如中鏈或長 鏈烷基。烷酸吡啶鎓以羧酸形式說明,然而在適合pH下,羧酸(-COOH)基團將轉化為羧酸酯(COOX)基團。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為含硫酸根離子之兩性界面活性劑。可易於將硫酸根離子基團添加至脂肪不飽和胺、諸如油胺(1-胺基-9,10-十八烯)以提供具有名稱9-(10)-羥基十八烷基胺之相應的含硫酸根離子之兩性界面活性劑。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為硫酸鹽甜菜鹼,亦稱為烷基二甲基烷基硫酸銨,其可由化學結構R-N(CH3)2-L-OSO3X表示。硫酸根甜菜鹼為亦含有甜菜鹼基團之含硫酸根離子兩性界面活性劑之實例。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為磺基甜菜鹼兩性界面活性劑。鹼性化合物之化學結構可表示為R-N(CH3)2-L-SO2OX(有時亦表示為-L-SO3X)。作為市售的,許多磺基甜菜鹼具有L為伸丙基,且該等兩性界面活性劑可用於本發明之一實施例中。磺基甜菜鹼為亦包括甜菜鹼基團之含磺酸兩性界面活性劑之實例。此類甜菜鹼兩性界面活性劑包括烷磺酸銨及乙烷磺酸2-(N-烷基-N,N-二甲基銨)。磺基甜菜鹼亦包括類似於烷基甜菜鹼但羧基經烷基磺酸酯基置換之三烷基銨化合物。當R為親脂性烷基時,此類磺基甜菜鹼可稱作烷基磺基甜菜鹼。烷基磺基甜菜鹼界面活性劑通常以存在於其結構中之長鏈烷基命名。舉例而言,當R在直鏈中具有12個碳原子、亦即為月桂基時,相應磺基甜菜鹼稱為月桂基磺基甜菜鹼。
存在許多磺基甜菜鹼界面活性劑為基於以上所示經典結構之變化形式。舉例而言,由「L」指示之伸丙基((CH2)3)可經多個官能基、例如經鹵素、羥基及甲氧基取代。R基團不必為直鏈烷基,但可為分支鏈或甚至脂環族或芳族烴。實際上,R基團甚至不必為烴。主要地,R基團需要為親脂性,且許多化學結構提供彼特性。適用於本發明但其不屬於以上所示經典結構之範疇之磺基甜菜鹼界面活性劑之實例為N-(3-椰油醯胺丙基)-N,N-二甲基-N-(2-羥基-3-磺丙基)銨甜菜鹼及1-丙磺酸3-[(3-氯醯胺丙基)二甲基銨]。
在一個實施例中,兩性界面活性劑為含磺酸兩性界面活性劑。舉例而言,兩性界面活性劑可為具有化學式RNH-CH2CH2-SO3H之N-烷基牛磺酸,其中R為烷基。在一相關實施例中,R為脂肪基團。另一含磺酸兩性界面活性劑可藉由將直鏈醯胺基胺前驅體磺化為1-羥乙基2-烷基咪唑啉來製備,以便提供R-CONH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)CH2CH2SO3H,其中R可為脂肪基團,例如烷基。
可用於本發明組合物中之兩性界面活性劑及其種類之特定實例 包括(但不限於)椰油醯胺丙基氧化胺、椰油醯胺丙基甜菜鹼、椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、椰油二甲基磺丙基甜菜鹼、椰油兩性二丙酸二鈉、月桂基氧化胺、月桂基醯胺丙基甜菜鹼;月桂基甜菜鹼、月桂基羥基磺基甜菜鹼、肉豆蔻氧化胺、椰油兩性乙酸鈉及硬脂基甜菜鹼。如先前所提及,此等術語不一定定義相互排斥的界面活性劑群,亦即,特定兩性界面活性劑可屬於兩性界面活性劑之兩個或兩個以上組之範疇,各定義所選擇的術語中之一者。
陰離子界面活性劑
本發明之滅火組合物包括至少一種及視情況包括多於一種陰離子界面活性劑。適合的例示性陰離子界面活性劑包括(但不限於)烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷芳基磺酸鹽、烷基丁二酸鹽、烷基磺基丁二酸鹽、N-烷醯基肌胺酸鹽、醯基牛磺酸鹽、醯基羥乙基磺酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基醚羧酸鹽、α-烯烴磺酸鹽及鹼金屬鹽與鹼土金屬鹽及銨鹽與其三乙醇胺鹽。該等烷基醚硫酸鹽、烷基醚磷酸鹽及烷基醚羧酸鹽可具有每分子1至10個環氧乙烷或環氧丙烷單元,且在一些實施例中具有1至3個環氧乙烷單元。為方便起見,可參考形成界面活性劑之帶電部分之陰離子基團提及陰離子界面活性劑。舉例而言,包含磺酸根基團之陰離子界面活性劑可稱作磺酸鹽界面活性劑,或在上下文准許時甚至更簡單地稱作磺酸鹽。作為又一實例,包含硫酸根基團之陰離子界面活性劑可稱作硫酸鹽界面活性劑,或在上下文准許時甚至更簡單地稱作硫酸鹽。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為羧酸或羧酸鹽,除了脂肪基團之外亦具有陰離子基團-C(O)-O-。本文中指示為R之脂肪基團可為烷基,在該情況下羧酸鹽可稱作烷基羧酸鹽。例示性烷基羧酸鹽為諸如硬脂酸及油酸之脂肪酸之鈉鹽或鉀鹽或銨鹽。油酸鉀為例示性烷基羧酸鹽。脂肪基團可替代地為非水可溶聚氧化烯基團。一些羧酸 鹽陰離子界面活性劑由烷基醇(諸如辛醇)製備,其接著與環氧乙烷反應以提供在每分子的環氧乙烷單元平均數目為8時稱為聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸之聚氧乙烯擴展的辛醇。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為二苯醚。二苯醚亦可視為磺酸鹽陰離子界面活性劑之子類,因為二苯基前驅體之芳環被磺化以便提供二苯醚陰離子界面活性劑。二苯酚前驅體通常為二苯醚,亦即Ar-O-Ar,其中芳環(Ar)中之一者或兩者可經烷基取代。二苯醚陰離子界面活性劑可由化學式XSO3-Ar(R)-O-Ar(R)-SO3X表示,其中R在未磺化或鍵結至醚氧之芳環之各位置處為氫或烷基。例示性二苯醚陰離子界面活性劑包括經烷基取代之二磺化二苯醚,諸如經直鏈癸基取代之二磺化二苯醚、經直鏈十二烷基取代之二磺化二苯醚、經分支鏈癸基取代之二磺化二苯醚,其中任一者可用鈉、鉀或銨來中和。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為磷酸酯,亦即,其可為具有化學結構R-O-P(O)(OH)2之單磷酸酯,或具有化學結構R-O-P(O)(OH)-O-R之磷酸二酯,其中二酯中之兩個R可相同或不同。R基團為脂肪基團,亦即,非水可溶基團。R基團可為烷基,且具有R=烷基之磷酸酯通常由相應烷基醇製成。在一個實施例中,R基團為聚氧化烯基團以便提供具有式R-(OCH2CH2)n-O-P(O)(OH)2之聚醚磷酸酯。聚醚磷酸酯之常見命名規則提供界面活性劑中之聚氧乙烯基團數目,例如聚氧乙烯(10)。聚醚磷酸酯中之R基團可為烷基(當聚醚磷酸酯衍生自烷基醇時)、芳基(當聚醚磷酸酯衍生自芳族醇,例如苯酚時)或烷芳基,例如經烷基取代之苯酚,諸如壬基苯酚。例示性磷酸酯包括聚氧乙烯(10)壬基苯酚磷酸酯、聚氧乙烯(4)苯酚磷酸酯及C8H17磷酸酯。磷酸酯之市售製劑通常提供磷酸單酯與磷酸二酯之混合物,其可用於本發明之組合物。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為肌胺酸鹽,亦即,具有 化學結構R-C(O)-N(CH3)-CH2-CO2X之化合物,其中R為脂肪基團。肌胺酸鹽界面活性劑包括N-醯基,其中衍生醯基之脂肪酸通常用於命名肌胺酸鹽。例示性肌胺酸鹽包括月桂醯基肌胺酸鈉、椰油醯基肌胺酸鈉、肉豆蔻醯基肌胺酸鈉及銨離子等效物。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為硫酸鹽,亦即,除了脂肪基團之外亦具有陰離子-O-SO3X基團之化合物。脂肪基團可為長鏈烷基,其中界面活性劑中之烷基可為分支鏈或直鏈。脂肪基團不必為烷基,然而烷基通常可自許多植物油及動物油獲得,且因此為界面活性劑之脂肪基團之現成來源。例示性硫酸鹽陰離子界面活性劑包括月桂醇醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、癸基硫酸鈉、辛基硫酸鈉、月桂基硫酸銨、月桂基硫酸鈉、十三烷醇醚硫酸鈉、C12-14-第三烷基乙氧基化硫酸鈉及聚(氧基-1,2-乙烷二基),α-磺基-ω-(壬基苯氧基)銨鹽。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為磺基乙酸鹽,亦即,除了脂肪基團之外亦具有陰離子-CH2-SO3X基團之化合物。常見脂肪基團具有結構R-O-C(O)-,其中R為烷基,例如C8-C18直鏈烷基。例示性磺基乙酸鹽陰離子界面活性劑為月桂基磺基乙酸鈉及十六烷基磺基乙酸鹽之銨鹽。磺基乙酸鹽可如例如美國專利第5616782號中所述來製備。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為磺酸鹽,亦即,除了脂肪基團之外亦具有陰離子-SO3X基團之化合物。脂肪基團可為例如長鏈烷基。磺酸鹽可視為具有化學結構R-SO3X。在一個實施例中,R基團衍生自脂肪酸且為直鏈長鏈烷基,諸如硬脂基及油基。長鏈烯烴通常用作磺酸鹽之前驅體,因為可處理雙鍵以將其轉化為磺酸根基團。該等磺酸鹽通常由用於形成磺酸鹽之前驅體命名,諸如C14-C16烯烴磺酸鹽,其中C14-C16指示具有14至16個碳的烯烴之混合物為磺酸鹽以提供陰離子界面活性劑。在一個實施例中,R基團為烷基苯基團,例如 十二烷基苯基團。烷基,例如十二烷基,可為直鏈烷基或分支鏈烷基。例示性磺酸鹽陰離子界面活性劑為直鏈十二烷基苯磺酸鹽及分支鏈十二烷基苯磺酸鹽。一如既往地,陰離子基團可用任何適合陽離子,例如鈉、鉀、銨等來中和。
在一個實施例中,陰離子界面活性劑為磺基丁二酸鹽,亦即,具有基於磺化丁二酸之化學結構之化合物,亦即,脂肪基團-O-C(O)-CH2-CH(硫酸根)-C(O)-O-R(其可為脂肪基團或氫)。磺基丁二酸鹽一般為磺基丁二酸之烷基酯之鈉鹽,其為順丁烯二酸酐與脂肪醇縮合隨後用亞硫酸氫鈉(NaHSO3)磺化之結果。如由前述化學結構所示,磺基丁二酸鹽將具有至少一個脂肪基團,且可具有兩個脂肪基團。然而,當磺基丁二酸鹽具有一個脂肪基團時,其亦可具有陰離子羧酸根基團而非第二脂肪基團。例示性磺基丁二酸鹽陰離子界面活性劑包括二辛基磺基丁二酸鈉(具有兩個脂肪基團)及月桂醇醚磺基丁二酸二鈉(其具有一個脂肪基團、一個硫酸根基團及一個羧酸根基團,且亦稱為DLS)。
陰離子界面活性劑之額外特定實例包括(但不限於)月桂基磺基丁二酸銨、月桂基硫酸鈉、月桂基醚硫酸鈉、月桂基醚硫酸銨、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、月桂基肌胺酸鈉、月桂基硫酸銨、油基丁二酸鈉、十二烷基硫酸鈉及十二烷基苯磺酸鈉。
在一個實施例中,本發明之滅火濃縮物及組合物含有選自兩性界面活性劑及陰離子界面活性劑之第三界面活性劑。第三界面活性劑不同於第一(兩性)界面活性劑或第二(陰離子)界面活性劑,亦即,與其不相同。先前所揭示之兩性界面活性劑及陰離子界面活性劑中之任一者視情況用作本發明調配物中之第三界面活性劑,只要其(第三界面活性劑)與第一或第二界面活性劑不相同。在一個實施例中,第三界面活性劑具有不同於第一或第二界面活性劑之種類,亦即,第三界 面活性劑具有不同於提供存在於第一及第二兩性界面活性劑或陰離子界面活性劑中之帶電官能基之官能基的官能基。舉例而言,若第二界面活性劑為硫酸鹽陰離子界面活性劑,則第三界面活性劑不為硫酸鹽,但取而代之為例如磺酸鹽陰離子界面活性劑。
適用於本發明之兩性界面活性劑及/或陰離子界面活性劑可自以下例示性製造商及/或供應商中之一或多者獲得:Aceto公司(Allendale,NJ);Air Products(Allentown,PA);Akzo Nobel Chemicals公司(Chicago,IL);Alzo International(Sayreville,NJ);BASF公司(Florham Park,NJ);Clariant公司(Frankfurt,Germany);Croda公司(Edison,NJ);Dow Chemical(Midland MI);E.I.du Pont de Nemours & Co.公司(Wilmington,DE);Harcros Chemicals公司(Kansas City,KS);Huntsman公司(St.Lake City,UT);Kaiser Industries有限公司(Bahadurgarh,Haryana,India);Kao Chemicals.(Tokyo,Japan);Lonza公司(Basel,Switzerland);NOF株式會社(Tokyo,Japan);Pilot Chemicals(Cincinnati,OH);Procter & Gamble(Cincinnati,OH);Solvay-Rhodia(Courbevoie,France);Stepan公司(Northfield,IL);及Unilever PLC(London,England)。
視情況選用之組份
以下成份視情況存在於本發明之組合物中,然而,本發明亦規定以下成份中之每一者可具體而言被排除存在於本發明之組合物中。
嵌段共聚物。舉例而言,Yeung等人的美國專利第7,915,212號係關於在約4至約12之pH下以每100道爾頓(dalton)分子量之單位量測時平均陽離子電荷密度為約15或15以下、較佳5或5以下之嵌段聚合材料。該聚合材料揭示為在滅火泡沫中為有效的。
基於氮及基於磷-氮之滅火材料選自氰尿酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、正磷酸二(三聚氰胺)、聚磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、八 鉬酸三聚氰胺、三羥乙基異氰尿酸鹽、2,4-二胺基-6-(3,3,3-三氯丙基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(N-羥甲胺基)-6-(3,3,3-三氯丙基-1,3,5-三嗪)、磷酸氫二胍、二氫磷酸鈲、碳酸胍、胺基磺酸胍、尿素、二氫磷酸脲、雙氰胺、雙(2,6,7-三氧雜-1-磷雜-雙環[2,2,2]辛烷-1-氧基-4-甲基)羥基磷酸三聚氰胺、3,9-二羥基-3,9-二氧基-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺環[5,5]十一烷-3,9-二(三聚氰胺)、1,2-二(2-氧基-5,5-二甲基-1,3-二氧雜-2-磷雜環己基-2-胺基)乙烷、N,N'-二(2-氧基-5,5-二甲基-1,3-二氧雜-2-磷雜環己基)-2,2'-間苯二胺、三(2-氧基-5,5-二甲基-1,3-二氧雜-2-雜環己基-2-甲基)胺或氯化磷氮三聚體。
基於磷-鹵素之滅火材料選自三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基)磷酸鹽、三(二溴苯基)磷酸鹽、3,9-二(三溴苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺環[5,5]-3,9-二氧化物十一烷、3,9-二(五溴苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺環[5,5]-3,9-二氧化物十一烷、1-側氧基-4-三溴苯基氧基羰基-2,6,7-三氧雜-1-磷雜雙環[2,2,2]辛烷、對伸苯基四(2,4,6-三溴苯基)二磷酸鹽、2,2-二甲基-1,3-丙烷二基-二(新戊基甘醇酸)二磷酸鹽或3,9-二(三溴新戊氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺環[5,5]-3,9-二氧化物十一烷。
基於有機磷之滅火材料選自1-側氧基-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜-1-磷雜雙環[2,2,2]辛烷、2,2-二甲基-1,3-丙烷二基-二(新戊基甘醇酸)二磷酸鹽、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10氧化物、雙(4-羧苯基)苯基氧化膦、雙(4-羥苯基)苯基氧化膦或苯基磷酸二苯碸酯寡聚物。
基於氯之滅火材料選自得克隆(dechlorane plus)、氯菌酸酐、全氯五環癸烷、四氯雙酚A、氯化聚丙烯、氯化聚氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物或氯化聚醚。
基於溴之滅火材料選自四溴雙酚A、四溴雙酚A醚、1,2-雙(三溴苯氧基)乙烷、四溴鄰苯二甲酸酐、N,N-伸乙基-雙(四溴鄰苯二甲醯亞 胺)、十溴二苯醚、1,4-雙(五溴苯氧基)四溴苯、1,2-雙(五溴苯基)乙烷、溴三甲基苯基茚滿、五溴苄基丙烯酸酯、六溴苯、五溴甲苯、六溴環十二烷、N,N'-1,2-伸乙基-雙(5,6-二溴降冰片烷-2,3-二甲醯亞胺)、溴化苯乙烯共聚物、四溴雙酚A碳酸酯寡聚物、聚五溴苄基丙烯酸酯或聚二溴伸苯基醚。
本發明之組合物可包括呈油包水乳液形式之聚合物分散體,諸如揭示於例如歐洲專利第0 774 279 B1號中。此等乳液包括交聯、水可膨脹聚合物之粒子分散於其中的連續油相。聚合物粒子之粒度係小於2μm以使得其展現小於約3秒之極快膨脹時間。連同其高水吸收容量,油包水乳液具有增稠劑之特性,以使得在其與水混合之後獲得高黏性滅火劑或防火劑,其很好地黏附至任何類型之表面,包括非水平表面。
如先前所提及,本發明之組合物可包括增稠劑。如本文所用,在添加至或包括於水性滅火組合物或其濃縮物中時,增稠劑增加組合物之黏度。增稠劑之包括尤其提供滅火組合物對表面之改進的黏著力。在表面不為水平且因此滅火組合物在不存在增稠劑時將往往會在重力作用下沿表面落下的情況,此為特別有利的。增稠劑可為水可溶的。用於水性組合物之增稠劑已為此項技術中所熟知,其可稱作水性增稠劑,且可將該等增稠劑中之任一者用於本發明組合物。
待包括於組合物中之增稠劑的量將視增稠劑之確切物質及滅火組合物之濃縮形式之所要黏度而定。對於選自纖維素或聚醯胺增稠劑之增稠劑,為了獲致類似於全脂牛奶或柳橙汁之黏度,當組合物為具有約5-25%總固體之濃縮物時,以組合物之總重量計,增稠劑通常將以0.1重量%的重量百分比存在於組合物中。濃縮物之黏度可主要藉由併入更多或更少增稠劑來改變。若需要更黏的濃縮物,則添加更多增稠劑將提供更黏的組合物。或者,可利用更有效的增稠劑,亦即,以 較低濃度實現相同黏度增加之增稠劑。
在一個態樣中,增稠劑可為多羥基聚合物,例如多醣,諸如纖維素或官能化纖維素。當增稠劑為多醣時,多醣可具有每聚合物鏈至少50個、或至少100個、或至少150個或至少200個醣單元。多醣之數目平均分子量可為至少13,000或至少17,000或至少21,000或至少25,000。
在一個態樣中,增稠劑為多羥基小分子,諸如甘油。多羥基小分子之分子量小於500g/mol且具有至少三個羥基。
在一個態樣中,增稠劑為纖維素,其包括纖維素樹脂之衍生物。適合纖維素為羥乙基纖維素(hydroxyethylcellulose,HEC)。HEC為纖維素之衍生物,其中將-CH2OH基團轉化為-CH2OCH2CH2OCH2CH2OH基團,且將-OH基團轉化為-OCH2CH2OH基團。HEC以許多等級市售,其按照分子量及衍生程度變化,其轉而導致不同溶液黏度(通常在2%固體於水中時量測)。適合HEC為來自Dow Chemical(Midland,MI)之CellosizeTM及來自Ashland Chemical(Covington,KY)之AqualonTM
其他適合纖維素增稠劑包括甲基纖維素、乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素、羥丙基纖維素及陰離子(鹽)形式,諸如羧甲基纖維素鈉、二羥丙基纖維素醚(參見例如美國專利第4,096,326號)。
適合多羥基聚合物除纖維素材料以外包括玉米澱粉或改質玉米澱粉、馬鈴薯澱粉或改質馬鈴薯澱粉及果膠或改質果膠。
增稠劑可為聚丙烯醯胺。適合聚丙烯醯胺增稠劑可選自丙烯醯胺與丙烯酸銨之共聚物;丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺與甲基丙烯醯氧基乙基三甲基鹵化銨,例如氯化銨之共聚物;及丙烯醯胺與2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸之共聚物。此等共聚物可在交聯劑存在下製備,其 中例示性交聯劑包括諸如赤藻糖醇、異戊四醇、阿拉伯糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇及葡萄糖之糖系列醇之二乙烯苯、四烯丙氧基乙烷、亞甲基雙丙烯醯胺、二烯丙醚、聚烯丙基聚甘油醚或烯丙醚。參見例如美國專利第2,798,053號及2,923,692號。聚丙烯醯胺可為離子且用諸如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水或胺(諸如三乙醇胺或單乙醇胺)之中和劑來中和。離子聚丙烯醯胺可藉由使用偶氮二異丁腈類型之引發劑經由自由基途徑共聚丙烯醯胺與2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸鈉及藉由自諸如第三丁醇之醇沈澱來製備。丙烯醯胺與甲基丙烯醯氧基乙基三甲基氯化銨之交聯共聚物可藉由共聚合丙烯醯胺與經甲基氯化物四級銨化之甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、隨後與含烯烴不飽和之化合物(諸如亞甲基雙丙烯醯胺)交聯來獲得。
增稠劑可為聚丙烯酸。適合聚丙烯酸增稠劑為市售的。舉例而言,Lubrizol(Wickliffe,Ohio)出售其由聚丙烯酸製成之CarbopolTM合成增稠劑。可中和聚丙烯酸以便調整其增稠行為。舉例而言,可使用例如氫氧化銨用銨離子中和聚丙烯酸。Ashland Chemical出售其CarbomerTM系列的交聯聚丙烯酸。此外,需要中和此等聚合物以便提供有效增稠行為。
增稠劑可為樹膠或其衍生物。實例包括刺槐豆膠及衍生物、瓜爾膠及衍生物及三仙膠及衍生物。例示性樹膠衍生物包括磺化樹膠,例如磺化瓜爾膠;羥丙基衍生的樹膠,例如羥丙基瓜爾膠;陽離子衍生物,例如陽離子瓜爾膠。
視情況,其他聚合穩定劑及增稠劑可併入本發明之濃縮組合物中以提高藉由通氣由該濃縮物製成之水溶液產生的泡沫之泡沫穩定性。適合的聚合穩定劑及增稠劑之實例為部分水解蛋白質、澱粉及改質澱粉、聚丙烯酸及其鹽與錯合物、聚乙烯亞胺及其鹽與錯合物、聚乙烯樹脂(例如聚乙烯醇)、聚丙烯醯胺、羧基乙烯基聚合物及聚(氧乙 烯)二醇。
增稠劑可為疏水性改質增稠劑。在一個態樣中,增稠劑包含諸如疏水性烷基鏈之疏水性基團,其中該等增稠劑之適合實例包括疏水性改質環氧乙烷胺基甲酸酯(hydrophobically modified ethylene oxide urethane,HEUR)聚合物、疏水性改質鹼溶性乳液(hydrophobically modified alkali soluble emulsion,HASE)聚合物、疏水性改質羥乙基纖維素(hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose,HMHEC)及疏水性改質聚丙烯醯胺(hydrophobically modified polyacrylamide,HMPA)。HEUR聚合物為二異氰酸酯與經疏水性烴基封端的聚氧化乙烯之線性反應產物。HASE聚合物為(甲基)丙烯酸之均聚物,或(甲基)丙烯酸之共聚物、(甲基)丙烯酸酯或經疏水性乙烯基單體改質之順丁烯二酸。HMHEC係指經疏水性烷基鏈改質之羥乙基纖維素。HMPA係指丙烯醯胺與經疏水性烷基鏈改質之丙烯醯胺(N-烷基丙烯醯胺)之共聚物。
如先前所提及,本發明之組合物可包括無機組份、視情況無機鹽。無機組份有助於冷卻燃燒火:鹽水具有比淡水更大的熱容量。如本文所用,術語無機組份係指不具有碳-氫鍵之化學物質。無機組份可或可不包括金屬原子或離子,儘管在一個實施例中,組合物包含具有金屬之無機材料,其可稱作無機金屬組份。在各種實施例中,無機組份之分子量小於600g/mol、或小於400g/mol或小於300g/mol。
不包括金屬原子或金屬離子之適合無機組份包括磷酸二氫銨、氟硼酸銨、次磷酸銨、正亞磷酸二氫銨、草酸銨、五硼酸銨、磷酸銨、多磷酸銨、硫酸銨、四硼酸銨水合物、磷酸硼、磷酸氫二銨、硝酸胍及磷酸胍。
包括金屬原子或金屬離子之適合無機組份包括鹼性草酸鋁、硫酸鋁銨、硼酸鋁晶鬚、磷酸二氫鋁、氫氧化鋁、鉬酸銨、磷酸鋁、硫 酸鋁鉀、硫酸鋁、七鉬酸銨、八鉬酸銨、三氧化銻、偏硼酸鋇、硫酸鋇、鹼性碳酸銅、鹼性碳酸鋅、碳酸鈹、氫氧化鉍、碳酸鈣、氯化鈣、磷酸氫鈣、氫氧化鈰、碳酸鈰、碳酸鉻、氫氧化鈷、碳酸鈷、磷酸氫二錳、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鋅、白雲石(碳酸氫鈣鎂)、碳酸鏑、碳酸鉺、碳酸銪、氫氧化鐵、二茂鐵、醋酸鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、硫酸亞鐵銨、碳酸亞鐵、碳酸釓、碳酸胍、碳酸鈥、磷酸氫鹽偏硼酸鍶、磷酸氫鍶偏硼酸鉀、水菱鎂礦、氮化鐵、碳酸鑭、氫氧化鑭、碳酸鋰、碳酸鎦、磷酸鎂銨、硼酸錳、磷酸二氫鎂、磷酸氫鎂、硫酸氫鎂、氫氧化鎂、偏硼酸鎂水合物、硝酸鎂、三矽酸鎂、碳酸錳、檸檬酸錳、磷酸二氫錳、草酸錳二水合物、磷酸錳、鎢酸錳、水錳礦、氫氧化鉬、磷酸單鈣、磷酸單鉀、碳酸釹、碳酸鎳、草酸鎳、碳酸氫鉀、六氟鈦酸鉀、六氟鋯酸鉀、偏磷酸鉀、硝酸鉀、草酸鉀、碳酸鉀鈉六水合物、四硼酸鉀水合物、三聚磷酸鉀、碳酸鐠、碳酸釤、碳酸鈧、碳酸銀、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、磷酸二氫鈉、硝酸鈉、草酸鈉、碳酸氫三鈉、三偏磷酸鈉、鎢酸鈉、碳酸鍶、氫氧化鍶、偏硼酸鍶、四硼酸鍶、四硼酸鍶水合物、碲酸、碳酸鋱、碳酸銩、氧化錫、二氧化鈦、碳酸釩、碳酸鐿、碳酸釔、氧化鋅、硫化鋅、硫酸鋅七水合物、硼酸鋅、碳酸鋅、磷酸二氫鋅、磷酸鋅、錫酸鋅、碳酸鋯及硝酸鋯。
在一個態樣中,本發明之滅火組合物包括有機酸之無機鹽。有機酸之適合無機鹽包括檸檬酸銨、乙酸鈣、乙酸銅、檸檬酸銅、檸檬酸鎂、磷酸三聚氰胺鹽、乙酸鎳、乙酸鉀、檸檬酸鉀、乙酸鈉、酒石酸氫鈉、乙酸鍶、磷酸脲及乙酸鋅。
存在於組合物中的無機組份之量可在寬範圍內變化。以存在於組合物中的固體之總重量計,無機組份可構成彼重量之1%至約15%。在各種實施例中,無機組份為組合物之固體組份之總重量的至少 2%、或至少3%、或至少4%、或至少5%、或至少6%、或至少7%、或至少8%、或至少9%、或至少10%、或至少11%、或至少12%、或至少13%、或至少14%、或至少15%。在各種實施例中,無機組份占存在於組合物中的固體之總重量不超過30%、或25%或20%或15%或不超過10%。如先前所提及,在一個實施例中無機組份為無機鹽。
在一個態樣中,本發明之滅火濃縮物及組合物包括產生泡沫的組份或組合物,諸如AFFF,其代表水性成膜泡沫,或AR-AFFF,其代表耐醇水性成膜泡沫。諸如AFFF之產生泡沫的組份或組合物(泡沫產生劑)一般將含有界面活性劑,且當彼界面活性劑為陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑中之一者或兩者時,泡沫產生劑可用作媒劑以將陰離子界面活性劑及/或兩性界面活性劑引入本發明之濃縮物及組合物中。AFFF及AR-AFFF均購自多個市售供應商,例如Kidron Industrial Materials有限公司(Ramat-Gan,Israel)出售其Dacron AFFF,且Chemguard company of Tyco International(Mansfield,TX)出售其呈各種固體位準之AFFF產品。AFFF,且因此本發明之濃縮物及組合物,可含有少量有機溶劑,諸如二醇,例如三甲基1,3-丙二醇或己二醇。AFFF,且因此本發明之濃縮物及組合物,可含有氟化界面活性劑。泡沫產生劑可為描述於美國專利第5304313號、5464544號或5585028號中之任一者中之一者。AFFF可視情況由美國軍用規格MIL-F-24385F限定。
在一個實施例中,本發明之濃縮物可含有少量二醇醚(二醇單醚或二醇二醚)、乙二醇及/或丙二醇。此等材料可用來延長可由本文所揭示之濃縮物產生的泡沫之壽命。在一個實施例中,二醇在濃縮物中之存在量小於濃縮物總重量之10%、或小於濃縮物總重量之5%,且在各種實施例中之存在量小於4%、或小於3%、或小於2%、或小於1%、或小於0.9%、或小於0.8%、或小於0.7%、或小於0.6%、或小於 0.5%,其中此等百分比值為以濃縮物總重量計之重量%。舉例而言,濃縮物可含有乙二醇單醚,諸如甲基、丙基、丁基或己基單醚,例如2-丁氧基乙醇,呈例如1-8wt%或2-6wt%之量。
組合物可包含一或多種(例如所有)選自以下各者之成份:(a)一或多種水可溶聚合物,其選自由以下組成之群:三仙膠、結冷膠、褐藻膠、刺槐豆膠、衍生的刺槐豆膠、角叉菜膠、瓜爾豆膠、衍生的瓜爾豆膠、纖維素材料、琥珀葡聚糖、聚丙烯醯胺、澱粉及澱粉衍生物;(b)聚伸烷二醇;及(c)包含磷酸酯胺鹽之漿料穩定劑。參見美國專利第5969012號。
組合物可包含含氟界面活性劑,諸如兩性含氟界面活性劑或陰離子含氟界面活性劑。含氟界面活性劑可為以上識別的陰離子界面活性劑或兩性界面活性劑中之任一者之氟化或全氟化類似物,亦即,用於本發明濃縮物及組合物之氟化界面活性劑可為本文中識別的陰離子界面活性劑或兩性界面活性劑中之任一者,其中本文中識別的陰離子界面活性劑或兩性界面活性劑之C-H鍵中之一或多者經C-F鍵置換。含氟界面活性劑可為本發明之濃縮物及組合物提供合乎需要的低表面張力及正鋪展係數,使得在較輕液體燃料之頂部上形成水膜。該膜形成為合乎需要的,因為其可有助於快速滅火、抗回燒及防止蒸氣釋放。
如先前所提及,本發明提供一種包含水及固體之濃縮組合物,該等固體包含選自兩性界面活性劑之第一界面活性劑、選自陰離子界面活性劑之第二界面活性劑及選自兩性界面活性劑與陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於該第一界面活性劑及該第二界面活性劑。視情況,第三界面活性劑,而非第一界面活性劑或第二界面活性劑,為含氟界面活性劑。第三界面活性劑可為氟化或全氟化陰離子含氟界面活性劑,而濃縮物之第二(陰離子)界面活性劑 為非氟化的。替代地,第三界面活性劑可為氟化或全氟化兩性界面活性劑,而濃縮物之第一(兩性)界面活性劑為非氟化的。氟化界面活性劑將含有一些C-F鍵且可僅含有C-F鍵(在該情況下其為全氟化的)且可含有一些C-H鍵(在該情況下其為含氫氟碳之分子)。
除了本文中識別的氟化形式之兩性界面活性劑及陰離子界面活性劑之外,可包括於本發明之濃縮物或組合物中之其他例示性含氟界面活性劑包括CaptstoneTM含氟界面活性劑及ForafacTM含氟界面活性劑,兩者均來自DuPont(Wilmington,DE)。其他例示性含氟界面活性劑為美國專利公開案第US 20130112908號、US 20120255651號、US 20110232924號、US 20110091408號、US 20100168318號及美國專利第US 8,287,752號、US 8,039,677號、US 7,977,426號及US 7,989,568號中之任一者中所揭示之彼等含氟界面活性劑。
然而,在另一實施例中,第三界面活性劑不為含氟界面活性劑。含氟化合物應謹慎使用,因為其可能具有非所要生物持久性概況及/或其可能分解為有害材料。在一個實施例中,本發明濃縮物及組合物不含有任何碳氟化合物,而在另一實施例中,本發明濃縮物及組合物不含有任何鹵碳化合物。
調配物
在一個實施例中,本發明提供一種包含水及固體之組合物,該等固體包含兩性第一界面活性劑、陰離子第二界面活性劑及選自兩性界面活性劑與陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於該第一界面活性劑及該第二界面活性劑。在視情況選用之實施例中:水構成75wt%至95wt%組合物;例如水構成75wt%至80wt%組合物或水構成80wt%至85wt%組合物或水構成85wt%至90wt%組合物或水構成90wt%至95wt%組合物。在視情況選用之實施例中:兩性界面活性劑構成10wt%至30wt%固體或15wt%至25wt%固 體;例如兩性界面活性劑構成10wt%至15wt%固體或兩性界面活性劑構成15wt%至20wt%固體或兩性界面活性劑構成20wt%至25wt%固體或兩性界面活性劑構成25wt%至30wt%固體。在視情況選用之實施例中,兩性界面活性劑構成1wt%至5wt%組合物。在視情況選用之實施例中,陰離子界面活性劑構成45wt%至85wt%固體;例如陰離子界面活性劑構成45-55wt%固體或陰離子界面活性劑構成55-65wt%固體或陰離子界面活性劑構成65-75wt%固體或陰離子界面活性劑構成75-85wt%固體。在視情況選用之實施例中,陰離子界面活性劑構成5wt%至25wt%組合物。
在額外視情況選用之實施例中,兩性界面活性劑為選自椰油二甲基磺丙基甜菜鹼、月桂基甜菜鹼及椰油醯胺丙基甜菜鹼之一或多種甜菜鹼;陰離子界面活性劑為選自以下之一或多種界面活性劑:月桂基磺基丁二酸銨、月桂基硫酸鈉、月桂醇醚硫酸鈉、月桂基醚硫酸鈉、月桂基醚硫酸銨、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、月桂基肌胺酸鈉、月桂基硫酸銨、油基丁二酸鈉、十二烷基硫酸鈉、癸基硫酸鈉、辛基硫酸鈉及十二烷基苯磺酸鈉;組合物進一步包含無機鹽,其中視情況無機鹽構成2wt%至20wt%固體;組合物進一步包含增稠劑,其中視情況增稠劑構成0.1wt%至5wt%固體。
如先前所提及,本發明之組合物包括兩性界面活性劑(及視情況多於一種兩性界面活性劑)及陰離子界面活性劑(及視情況多於一種陰離子界面活性劑)。在一個態樣中,該一或多種兩性界面活性劑與該一或多種陰離子界面活性劑占組合物之約相同的重量。在其他態樣中,且再次以重量為基礎進行量測,兩性界面活性劑與陰離子界面活性劑相比占組合物總重量之較少權量,其中在各種實施例中兩性界面活性劑占陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑之總重量的1%至50%、或5%至40%、或10%至30%或15%至25%。
當組合物含有兩種兩性界面活性劑或兩種陰離子界面活性劑時,該兩種界面活性劑不一定以相同重量的量存在。在各種實施例中,組合物包含第一及第二陰離子界面活性劑,其中第一界面活性劑提供第一及第二界面活性劑之總重量的1%至50%。在其他實施例中,第一界面活性劑提供第一陰離子界面活性劑及第二陰離子界面活性劑之總重量的1-40%、或1-30%、或1-20%、或1-10%、或1-5%。同樣,在各種實施例中,組合物包含第一及第二兩性界面活性劑,其中第一兩性界面活性劑提供第一界面活性劑及第二界面活性劑之總重量的1%至50%,且在其他實施例中,第一兩性界面活性劑提供第一兩性界面活性劑及第二兩性界面活性劑之總重量的1-40%、或1-30%、或1-20%、或1-10%、或1-5%。
在一個實施例中,兩種兩性界面活性劑之混合物包括於本發明之滅火組合物中。舉例而言,可使用先前提及的兩性界面活性劑中之任一者之混合物。當兩種兩性界面活性劑存在於組合物中時,彼兩種界面活性劑將以以組合物中之各界面活性劑重量計之相對量存在。舉例而言,若組合物含有相同重量的兩種兩性界面活性劑,則彼兩種界面活性劑以1:1重量比存在。若組合物含有第一界面活性劑為第二界面活性劑的兩倍,則彼兩種界面活性劑以1:2重量比存在。若第二界面活性劑在相對於第一界面活性劑重量之容許重量範圍內存在,且彼範圍在「等於第一界面活性劑重量」與「第一界面活性劑重量的兩倍」之間,則可使得彼兩種界面活性劑以1:(1-2)重量比存在。
如上文所提及,在一個實施例中本發明規定兩種兩性界面活性劑存在於組合物中。在各種實施例中,彼兩種兩性界面活性劑可以以下相對量中之任一者存在:1:1;1:(1-5);1:(1-10);1:(1-15);1:(1-20);1:(1-25);1:(1-30);1:(5-10);1:(5-15);1:(5-20);1:(5-25);1:(5-30);1:(10-15);1:(10-20);1:(10-25);1:(10-30);1:(15-20); 1:(15-25);1:(15-30);1:(20-25);及1:(25-30)。
在一個實施例中,兩種陰離子界面活性劑之混合物包括於本發明之滅火組合物中。舉例而言,可使用先前提及的陰離子界面活性劑中之任一者之混合物。當兩種陰離子界面活性劑存在於組合物中時,彼兩種界面活性劑將以以組合物中之各界面活性劑重量計之相對量存在。舉例而言,若組合物含有相同重量的兩種陰離子界面活性劑,則彼兩種界面活性劑以1:1重量比存在。若組合物含有第一界面活性劑為第二界面活性劑的兩倍,則彼兩種界面活性劑以1:2重量比存在。若第二界面活性劑在相對於第一界面活性劑重量之容許重量範圍內存在,且彼範圍在「等於第一界面活性劑重量」與「第一界面活性劑重量的兩倍」之間,則可使得彼兩種界面活性劑以1:(1-2)重量比存在。
如上文所提及,在一個實施例中本發明規定兩種陰離子界面活性劑存在於組合物中。在各種實施例中,彼兩種陰離子界面活性劑可以以下相對量中之任一者存在:1:1;1:(1-5);1:(1-10);1:(1-15);1:(1-20);1:(1-25);1:(1-30);1:(5-10);1:(5-15);1:(5-20);1:(5-25);1:(5-30);1:(10-15);1:(10-20);1:(10-25);1:(10-30);1:(15-20);1:(15-25);1:(15-30);1:(20-25);及1:(25-30)。
在一個實施例中本發明提供含有以下之滅火濃縮組合物:10-25wt%第一陰離子界面活性劑,視情況諸如十二烷基苯磺酸鈉之磺酸鹽界面活性劑,視情況12-23wt%或視情況15-20wt%第一陰離子界面活性劑;5-15wt%兩性界面活性劑,視情況諸如椰油醯胺丙基甜菜鹼之甜菜鹼界面活性劑,視情況7-13wt%或視情況7-11wt%甜菜鹼界面活性劑;1-10wt%第二陰離子界面活性劑,視情況諸如月桂醇醚硫酸鈉或十二烷基硫酸鈉之硫酸鹽界面活性劑,視情況2-8wt%或3-7wt%第二陰離子界面活性劑;至多約5wt%有機溶劑,視情況諸如乙二醇丁基醚之二醇醚,視情況1-4wt%或2-3wt%二醇醚;2-15wt%增稠劑, 諸如纖維素增稠劑,例如羥乙基纖維素,視情況4-12wt%或6-10wt%增稠劑;至多約10wt%氯化鈣,視情況2-7wt%或3-6wt%氯化鈣。視情況濃縮物可含有第三陰離子界面活性劑,諸如呈至多約5wt%之量的辛基硫酸鈉。水亦將存在於濃縮物中。濃縮物之總非水含量為約25-75wt%、或約30-70wt%、或約35-55wt%、或約40-50wt%(在最後情況下的含水量為50-40wt%)。
製造方法
在一個態樣中,本發明提供製備如本文中識別的滅火濃縮組合物及相應滅火組合物之方法。一般而言,濃縮物藉由組合水與選自陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑之至少三種不同界面活性劑連同視情況選用之成份來製備。組合物藉由用水或水溶液稀釋濃縮物來製備。
在一個實施例中,濃縮物藉由組合第一界面活性劑(其為兩性界面活性劑)、第二界面活性劑(其為陰離子界面活性劑)及第三界面活性劑(選自兩性界面活性劑及陰離子界面活性劑)來製備,其中第三界面活性劑不同於第一界面活性劑或第二界面活性劑。濃縮物可視情況含有額外界面活性劑,亦即,第四、第五等界面活性劑。另外或替代地,濃縮物除了界面活性劑外亦可含有活性成份,例如無機組份、有機溶劑及增稠劑。組合物為水基的,換言之,其為水性組合物,因為載劑主要為水。組合物可藉由以下方法中之任一者製備。
在一個實施例中,提供含水容器。此容器容納約5Kg與20Kg之間的水。當然,此方法可按比例擴大或縮小以便提供所要量之滅火濃縮物。水之初始量為濃縮物中之水總量的約5-40%或約10-30%。水可在環境溫度下或其可在高溫下。可使用低於水的沸點、亦即低於100℃、或低於90℃、或低於80℃或低於70℃之高溫。可使用超過環境溫度、例如高於25℃、或高於30℃、或高於40℃、或高於50℃、或高於60℃ 或高於70℃之高溫。
接著將界面活性劑添加至水中。在一個實施例中,將兩性界面活性劑添加至水中,隨後依序添加第一陰離子界面活性劑及第二陰離子界面活性劑。在一替代實施例中,首先將陰離子界面活性劑添加至水中,隨後添加兩性界面活性劑,隨後依次添加第二陰離子界面活性劑或第二兩性界面活性劑。在另一實施例中,依序添加第一陰離子界面活性劑及第二陰離子界面活性劑,隨後添加兩性界面活性劑。
在將界面活性劑添加至水中之後,攪拌所得混合物以提供均勻或幾乎均勻狀態。攪拌可緩慢或劇烈進行,然而無論如何較佳為不產生不恰當的量之泡沫。泡沫通常由空氣截留在混合物中產生,其中在存在混合過程期間產生的顯著渦旋時及/或在攪拌裝置重複進入及離開混合物時空氣往往會被截留。在混合物之黏度較大時泡沫保持力亦往往會較大。較佳避免此等情況以便最小化泡沫產生。為了確保良好混合,在添加各界面活性劑之後可採用約15-60分鐘攪拌時間。
視製備濃縮物之容器周圍的絕緣之存在或不存在而定,混合物之溫度在界面活性劑添加及攪拌步驟期間可能下降。替代地,可藉由例如針對容納濃縮物之容器之側面及/或底部維持平緩加熱使混合物之溫度維持在或幾乎維持在水的原始溫度下。替代地或另外,加熱旋管可位於容器內以按需要添加熱量或自濃縮物抽取熱量。
隨著界面活性劑添加至水中,混合物之黏度將往往會增加。具有增加的黏度之溶液將往往會比所有其他因素為相同之較低黏度溶液更易於截留空氣。為了降低混合物之黏度,可在添加第一界面活性劑、第二界面活性劑或第三界面活性劑中之任一者之後將額外水添加至混合物中。舉例而言,可在第一次添加界面活性劑之後將為濃縮物中之水總量的約5-40%或約10-30%之量的水添加至混合物中。另外或替代地,可在第二次添加界面活性劑之後將為濃縮物中之水總量的約 5-40%或約10-30%之量的水添加至混合物中。
在所有界面活性劑已添加且充分混合至水中之後,可將視情況選用之成份添加至所得混合物中。舉例而言,無機組份,例如無機鹽,可添加至混合物中,隨後攪拌以完全溶解無機組份。可將視情況選用之成份添加至溫或熱的混合物中,或添加至在已冷卻至室溫之後的混合物中。由於濃縮物將通常在室溫下儲存及使用,通常在室溫下將會顯著影響混合物之黏度或流動特性的任何視情況選用之成份添加至混合物中。
界面活性劑及視情況選用之成份可以純形式,亦即在不與溶劑接觸的情況下添加至水中,或可以稀釋形式,亦即與溶劑接觸來添加以便提供成份之溶液、糊劑、分散液等。在一個實施例中,將界面活性劑按其於水中之固體含量之次序添加至水中,其中首先添加較高濃度成份。換言之,若一界面活性劑呈50%固體含量,另一界面活性劑呈25%固體含量,則先將呈50%固體含量之界面活性劑添加至水中,隨後將呈25%固體含量之界面活性劑添加至混合物中。
濃縮物可以分批、連續或半連續模式製備。在分批模式中,將成份依序添加至含水容器中直至已添加所有成份,在該情況下已製備一批濃縮物。在連續模式中,經由管道或其他導管推動水,且在沿導管之多個點處將各種成份添加至水中。舉例而言,導管可裝配有T型閥,其中成份可經由T型閥饋入水或水性混合物中。導管亦可含有導管內混合器,靜態或直列式混合器,以促進在已將成份添加至水或水性混合物之後產生均勻混合物。舉例而言,水及第一界面活性劑可饋入管道中且穿過混合器。通常若將界面活性劑預先溶解於水中,則靜態混合器為足夠的。否則,直列式混合器通常為較佳的。在其之後,將第二界面活性劑添加至混合器下游導管,其再次經歷混合過程。最後,將第三界面活性劑添加至水性混合物中,隨後按需要進行混合, 以便提供包含三種界面活性劑之水性混合物。在其之後,可將額外視情況選用之成份經由例如T型閥添加至導管中,隨後藉由適合攪拌,以形成最終濃縮物。
為了促進各種成份之混合,且為了最小化渦旋形成且因此泡沫形成,可在分批或連續反應器內安裝隔板。適合的混合設備,諸如攪拌器、葉輪、靜態混合器、膠體磨及均質機由例如Chemineer(Dayton,Ohio)及Sulzer(Winterthur,Switzerland)製成及出售。
在連續法之一替代實施例中,三個T形閥位於導管之開始端,在已將水添加至導管中之後之位置處。將第一界面活性劑、第二界面活性劑及第三界面活性劑各經由三個T形閥中之一者遞送至導管中。以此方式,所有三種界面活性劑基本上同時組合,且接著使所得混合物穿過導管內之直列式或靜態混合器,以提供均勻水性混合物。接著按需要將視情況選用之成份添加至均勻水性混合物中,以提供最終濃縮物。
在連續法或分批法中,水及/或水性混合物可加熱至超過環境溫度的溫度,例如50℃與90℃之間的溫度。加熱可藉由此項技術中已知之常規方法完成。可按需要維持高溫以促進成份迅速混合從而形成均勻混合物。
因此,在一個實施例中,本發明提供一種製造滅火濃縮組合物之連續法。該方法包含提供連續反應器,將水饋入該連續反應器中,向該連續反應器中之該水中添加a)第一陰離子界面活性劑、b)第二兩性界面活性劑及c)選自陰離子界面活性劑及陽離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於該第一界面活性劑及該第二界面活性劑;及混合組份a)、組份b)及組份c)以提供均勻混合物。視情況,連續反應器維持在超過50℃之溫度。亦視情況,選自直列式混合器及靜態混合器之混合器存在於連續反應器中。
使用方法
本發明提供可在滅火過程中使用之滅火濃縮物。在一個實施例中,用水稀釋滅火濃縮物以提供直接施用至火之滅火組合物。濃縮物將具有按濃縮物中之非水性組份重量之總和除以濃縮物總重量所量測之固體位準或含量。當水與濃縮物組合以便形成滅火組合物時,滅火組合物將同樣具有將小於濃縮物之固體位準或含量的固體位準或含量。在各種實施例中,藉由組合足夠的水與濃縮物形成組合物以便提供滅火組合物,滅火組合物之固體重量百分比以組合物之總重量計為:0.1%、或0.5%、或1%、或1.5%、或2%、或2.5%、或3%、或3.5%、或4%、或4.5%、或5%、或5.5%、或6%、或6.5%、或7%、或7.5%、或8%、或8.5%、或9%、或9.5%、或10%、或10.5%、或11%、或11.5%、或12%、或12.5%、或13%、或13.5%、或14%、或14.5%、或15%、或15.5%、或16%、或16.5%、或17%、或17.5%、或18%、或18.5%、或19%、或20%,或濃度在兩個前述固體百分比值中之任一者所提供的的範圍內,例如0.5%至4%。
在一個態樣中,製備人員將能供應在需要滅火時易於可用的儲存中之滅火濃縮物,且可使用一種組合濃縮物與水以便形成滅火組合物之方法。在一個實施例中,稀釋過程利用在諸如水之流體流經管時觀測到的文氏效應,其使管變窄以提供部分限制,使具有比本體管窄的較小直徑。在此情況下,部分限制使管內之壓力增加,且此壓力差異使流體加速朝向低壓窄部分,其中其因此維持較高速度。當純水流經管且管與本發明之滅火濃縮物之儲集器流體聯通時,此壓力變化(文氏效應)可用於自儲集器抽取濃縮物且進入純水中,藉此稀釋濃縮物且形成滅火組合物。
此文氏效應可用於製備本發明之滅火組合物。舉例而言,在火上方飛行的飛機可容納含水容器及含濃縮物容器。噴嘴指向火,其中 將噴嘴連接至與純水及本發明之濃縮物流體聯通之管。當水自儲集器泵出且通過噴嘴時,可建立文氏效應,其將自儲集器抽取濃縮物且進入水中。水與濃縮物將在噴嘴中混合以提供本發明之滅火組合物,接著自飛機將其導引至火上。
在相關態樣中,且以小得多的規模,可將滅火濃縮物之容器置放在家庭住宅之水槽下。使容器附著至管,其在火出現時可連接至水槽之水龍頭。在打開水龍頭時,可產生文氏效應,其將濃縮物引入管中。管將具有可指向火之噴嘴。以此方式,滅火組合物可在家庭住宅中形成且用於撲滅危險火。
如本文中所揭示之滅火濃縮物可用水稀釋以形成滅火組合物。稀釋過程可視情況包括固定或攜帶型直列式排放裝置、直列式平衡壓力與泵壓力比例調節滑行裝置、貯氣袋平衡壓力比例調節系統、泵周圍比例調節器或具有固定的排放拾取管之手釣絲空氣抽吸噴嘴中之任一者。滅火組合物可視情況藉由使用以下各者中之任一者排出至火上:泡沫室、空氣抽吸或非空氣抽吸灑水器頭或噴嘴、手釣絲標準水霧噴嘴及監測器、空氣抽吸泡沫噴嘴、用於與Dike/Bund保護系統之浮頂儲罐或製造地下基礎噴射系統之高背壓泡沫一起使用之泡沫製造機。
可用於儲存及/或遞送本發明之滅火濃縮物及組合物之方法可見於例如美國專利及專利公開案第US8,646,540號;US8,505,642號;US8,459,369號;US8,453,751號;US8,439,123號;US8,087,468號;US8,042,619號;US7,905,296號;US7,823,650號;US5762145號;US20130211173號;US20130025888;及US20120199370號中。
本發明之滅火濃縮物及組合物可用於撲滅各種類別之火。舉例而言,本發明之濃縮物及組合物可用於對抗烴類火,諸如其中烴為汽油、油、柴油、燃料油、庚烷、己烷或環己烷之火。作為另一實例, 本發明之滅火濃縮物及組合物可用於對抗極性液體火,諸如其中極性液體為醇(例如甲醇、乙醇及異丙醇)、酮(例如二甲基酮及甲基異丁基酮)、酯(例如乙酸正丁酯)及醚(例如甲基第三丁基醚)之火。作為另一實例,本發明之濃縮物及組合物可用於對抗A類火,其為藉由燃燒材料供以燃料之火,其留下灰分殘餘物,諸如紙、木材、布、橡膠及某些塑膠。
提供以下實例以說明本發明之實施例且不應解釋為對其加以限制。
實例
在以下實例中,所指示的市售產品可能不具有指示為實例中所用的固體含量或中和。在此情況下,市售產品可用水稀釋至所指示的固體含量及/或按需要用酸或鹼中和以提供所指示的中和形式。添加增稠劑以提供近似為全脂乳或柳橙汁之黏度的最終黏度。
實例1
向約10kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約9kg呈約60%固體含量於水中之分支鏈十二烷基苯磺酸鈉,例如來自Stepan公司之SULFONIC 100,在用氫氧化鈉中和之後)、兩性界面活性劑溶液(約4.5kg呈約35%固體含量於水中之椰油醯胺丙基甜菜鹼,例如來自Stepan公司之AMPHOSOL CA)、熱水(約9kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約11kg呈約3%固體含量於水中之月桂基醚硫酸鈉,例如來自Pilot Chemical公司之CALFOAM ES-703)及無機鹽溶液(約2kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如AQUALON,Ashland Chemicals, Covington,KY)以提供最終滅火濃縮物。
實例2
向約10kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約9kg呈約53%固體含量於水中之十二烷基苯磺酸三乙醇胺,CALSOFT T60(Pilot Chemical))、兩性界面活性劑溶液(約4.5kg呈約35%固體含量於水中之椰油兩性乙酸鈉,AMPHITOL 20Y-B(Kao Chemicals))、熱水(約6.5kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約14kg呈約7%固體含量於水中之月桂基硫酸銨,EMAL AD-25R(Kao Chemicals))及無機鹽溶液(約2kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如WALOCEL CRT,Dow Chemical)以提供最終滅火濃縮物。
實例3
向約8kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約8.5kg呈約53%固體含量於水中之月桂基磺基乙酸鈉,LATHANOL LAL薄片(Stepan公司))、兩性界面活性劑溶液(約6.3kg呈約30%固體含量於水中之月桂基羥基磺基甜菜鹼,AMPHITOL 20HD,Kao Chemicals)、熱水(約6.5kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約14kg呈約7%固體含量於水中之辛基苯酚乙氧基化物硫酸鈉,POE-3、POLY-STEP C-OP3S(Stepan公司))及無機鹽溶液(約2kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲 基纖維素鈉,例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY)以提供最終滅火濃縮物。
實例4
向約8.5kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約9kg呈約53%固體含量於水中之聚氧乙烯(10)壬基苯酚磷酸酯,FOSFODET 9Q/22(Kao Chemicals))、兩性界面活性劑溶液(約5.3kg呈約35%固體含量於水中之椰油兩性二丙酸二鈉,CRODATERIC CADP 38(Croda))、熱水(約6kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約14kg呈約7%固體含量於水中之二辛基磺基丁二酸鈉,STEPWET DOS-70(Stepan公司))及無機鹽溶液(約3.3kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如WALOCEL CRT,Dow Chemical)以提供最終滅火濃縮物。
實例5
向約15kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約5kg呈約53%固體含量於水中之聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸,AKYPO LF2(Kao Chemical))、兩性界面活性劑溶液(約8.3kg呈約30%固體含量於水中之椰油醯胺丙基氧化胺,CALOXAMINE CPO(Pilot Chemical))、熱水(約14kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約7.5kg呈約20%固體含量於水中之月桂醯基肌胺酸鈉,MAPROSYL 30-B(Stepan公司))及無機鹽溶液(約3.3kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加 增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY)以提供最終滅火濃縮物。
實例6
向約14kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約5.6kg呈約50%固體含量於水中之油酸鉀,ICTEOL K-50(Kao Chemicals))、兩性界面活性劑溶液(約8.3kg呈約30%固體含量於水中之椰油醯胺丙基甜菜鹼,CALTAINE C-35(Pilot Chemical))、熱水(約15kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約6kg呈約20%固體含量於水中之經直鏈癸基取代之二磺化二苯醚,DOWFAX C10L(Dow Chemical))及無機鹽溶液(約3.3kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如WALOCEL CRT,Dow Chemical)以提供最終滅火濃縮物。
實例7
向約15kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約5kg呈約50%固體含量於水中之十二烷基苯磺酸異丙胺,NINATE 411(Stepan公司))、兩性界面活性劑溶液(約10kg呈約30%固體含量於水中之椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼,AMPHOSOL CS-50(Stepan))、熱水(約15kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約5kg呈約30%固體含量於水中之十二烷基苯磺酸鈉,MELIOSOL 50X(Kao Chemical))及無機鹽溶液(約3.3kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem, Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY)以提供最終滅火濃縮物。
實例8
向約20kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約8.4kg呈約50%固體含量於水中之經烷基取代之二磺化二苯醚,DOWFAX C10L(Dow Chemical))、兩性界面活性劑溶液(約6.7kg呈約30%固體含量於水中之月桂醯胺丙基甜菜鹼,AMPHITOL 20AB(Kao Chemicals))、熱水(約12kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約4kg呈約20%固體含量於水中之C14-C16烯烴磺酸鈉,ALFANOX 46(Kao Chemical))及無機鹽溶液(約1.7kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如WALOCEL CRT,Dow Chemical)以提供最終滅火濃縮物。
實例9
向約10kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約9kg呈約60%固體含量於水中之直鏈十二烷基苯磺酸鈉,例如CALSOFT F90(Pilot Chemical))、兩性界面活性劑溶液(約4.5kg呈約35%固體含量於水中之椰油醯胺丙基甜菜鹼,例如來自Stepan公司之AMPHOSOL CA)、熱水(約9kg)、第二陰離子界面活性劑溶液(約11kg呈約3%固體含量於水中之月桂基醚硫酸鈉,例如來自Pilot Chemical公司之CALFOAM ES-703)及無機鹽溶液(約2kg呈約30%固 體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY)以提供最終滅火濃縮物。
實例10
向約10kg熱水(約75℃)中依序添加以下成份,各成份添加之後以最小化泡沫形成的方式攪拌約30分鐘時段:第一陰離子界面活性劑溶液(約9kg呈約60%固體含量於水中之直鏈十二烷基苯磺酸鈉,例如CALSOFT F90(Pilot Chemical))、兩性界面活性劑溶液(約4.5kg呈約35%固體含量於水中之椰油醯胺丙基甜菜鹼,例如來自Stepan公司之AMPHOSOL CA)、含溶解的乙二醇丁基醚之熱水(約9kg水及約1kg醚)、第二陰離子界面活性劑溶液(約11kg呈約3%固體含量於水中之月桂醇醚硫酸鈉,例如來自Pilot Chemical公司之CALFOAM ES-703)及無機鹽溶液(約2kg呈約30%固體含量於水中之氯化鈣,其中呈固體及溶液形式之氯化鈣均購自例如OxyChem,Ludington,MI)。使所得混合物冷卻至環境溫度(約8小時)且接著添加增稠劑(約4kg之約1.5%固體含量於水中之羧甲基纖維素鈉,例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY)以提供最終滅火濃縮物。
本發明之滅火濃縮物及組合物之功效可藉由一或多種指示組合物在滅火時之有效性的測試方法評估。以下為可採用的例示性測試方法。
使用填充有1"水及1"柴油之19.5"×19.5"盤在庚烷飛濺之情況下製備測試火。使噴嘴在高於盤基底37.5"之高度處定位於盤的正上方。使排出鋼瓶填充1L呈3.5%固體含量之滅火組合物且使用氮加壓至250 PSI。點燃火且在2min預燃燒之後排出組合物。量測完全撲滅火之時 間。
在由具有4吋高的側面之0.25吋厚的鋼製造之直徑為6呎之水平圓形盤中產生28平方呎大小的測試火。使用淺水層保護盤底部且確保燃料完全覆蓋該區域。使用噴嘴將組合物遞送至火上,例如用於泡沫施用之噴嘴為2gal/min噴嘴。在30-sec時段內傾倒符合ASTM D439之10加侖無鉛汽油燃料,在加燃料的30sec內點燃,且使其自由燃燒10sec。在預燃燒時段之後,儘可能快地攻擊且撲滅火。量測完全撲滅火之時間。
藉由將輪胎固定至測試結構且接著將煤油與柴油燃料之50/50混合物直接施用至輪胎並隨後點燃來製備測試火。視情況在起始測試之後將火促進劑施用於輪胎以增加輪胎之燃燒。在使輪胎燃燒足夠時間以確保橡膠著火且火焰不是單純地自促進劑燃燒散發之後,將本發明之組合物導引至燃燒輪胎上。量測撲滅所有可見火焰之時間。舉例而言,將一個輪胎及接近1kg的塑膠泡體(poly foam)點燃著火。塑膠泡體基本上係用作引火物:其易於點燃且靠近輪胎持續燃燒,藉此加熱且最終點燃輪胎。在輪胎已開始燃燒之後,添加200毫升柴油以加速火。一旦火達到接近750-850℃,則嘗試用不同阻燃劑來滅火。在一種情況下,將3kg ABC乾式化學品滅火劑之連續罐施用於火。雖然乾式化學品滅火劑之各次施用可能減緩或看起來暫時滅火,但其在永久撲滅火方面為無效的,甚至在耗用三個罐之後其仍可完全復燃。相對地,將根據本發明的滅火組合物(諸如實例1至實例10中所揭示)之400cc氣霧劑瓶施用於分開燃燒的輪胎(如上所述製備)。施用約2/3之400cc瓶可容易地滅火。火可在一分鐘左右之後複燃,然而,施用400cc瓶滅火組合物之剩餘的1/3可永久地滅火。在藉由該等組合物撲滅之後火之近似溫度為55℃至65℃。本發明之滅火組合物因此展現與標準ABC類型滅火組合物相比更加有效的撲滅燃燒輪胎之火之能力。
使用在板之一端有排出孔且尺寸為1/4"×24"×36"之鋼板製備測試火。在板之周界周圍焊接1/4"×2" 90度邊緣以容納過量飛濺物。將一堆五(5)公克鎂置放於鋼板上距離一個拐角之各側約6"。點燃鎂且使其燃燒約七(7)秒。在彼時,使用填充有本發明之組合物之1夸脫噴霧瓶將該組合物施用於火。記錄撲滅時間及鎂火之火焰驟燃大小。
測試火藉由將1公升沙拉油放入半徑30cm的盤中且將油加熱至約400℃(其隨之點燃)而製備。將一份500mL之本發明之滅火組合物噴射在火焰上方。量測撲滅火焰之時間。
本發明包括以下編號的實施例,其僅為例示性且不限制本發明之各種實施例:
1.一種包含水及溶解或懸浮的固體之組合物,該等固體包含選自兩性界面活性劑之第一界面活性劑及選自陰離子界面活性劑之第二界面活性劑。
2.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為甜菜鹼界面活性劑,或換言之,為包含甜菜鹼基團之界面活性劑。
3.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼。
4.如實施例3之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為椰油醯胺丙基甜菜鹼。
5.如實施例3之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為異硬脂醯基丙基甜菜鹼。
6.如實施例3之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為月桂醯胺丙基甜菜鹼。
7.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為兩性乙酸鹽界面活性劑。
8.如實施例7之組合物,其中該兩性乙酸鹽為椰油兩性乙酸鹽 之鈉鹽。
9.如實施例7之組合物,其中該兩性乙酸鹽為月桂醯兩性乙酸鹽之鈉鹽。
10.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為兩性丙酸鹽界面活性劑。
11.如實施例10之組合物,其中該兩性丙酸鹽為椰油兩性二丙酸鹽之二鈉鹽。
12.如實施例10之組合物,其中該兩性丙酸鹽為辛醯兩性丙酸鹽之鈉鹽。
13.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為羥基磺基甜菜鹼界面活性劑。
14.如實施例13之組合物,其中該羥基磺基甜菜鹼為椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼。
15.如實施例13之組合物,其中該羥基磺基甜菜鹼為油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼。
16.如實施例13之組合物,其中該羥基磺基甜菜鹼為月桂基羥基磺基甜菜鹼。
17.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為氧化胺界面活性劑。
18.如實施例17之組合物,其中該氧化胺為椰油醯胺丙基氧化胺。
19.如實施例17之組合物,其中該氧化胺為N,N-(二羥乙基)肉豆蔻氧化胺。
20.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為咪唑啉衍生物。
21.如實施例20之組合物,其中該咪唑啉衍生物為兩性甘胺酸 鹽。
22.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為磺酸鹽界面活性劑,或換言之,該第二界面活性劑包含磺酸酯基。
23.如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為直鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
24.如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為C14-C16烯烴磺酸鹽之鈉鹽。
25.如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
26.如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之三乙醇胺鹽。
27.如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之異丙胺鹽。
28.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為硫酸鹽,或換言之,該第二界面活性劑包含硫酸酯基。
29.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為月桂基醚硫酸鹽之鈉鹽。
30.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為月桂基硫酸鹽之銨鹽。
31.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為辛基硫酸鈉。
32.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為十二烷基硫酸鈉。
33.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為乙氧基化C6-C12醇之鈉鹽。
34.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為月桂醇醚硫酸鈉。
35.如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為C12-C14第三烷基乙氧基化硫酸鈉。
36.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為磺基乙酸鹽界面活性劑。
37.如實施例36之組合物,其中該磺基乙酸鹽為月桂基磺基乙酸鹽之鈉鹽。
38.如實施例36之組合物,其中該磺基乙酸鹽為十六烷基磺基乙酸鹽之銨鹽。
39.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為選自磷酸單酯界面活性劑及磷酸二酯界面活性劑之磷酸酯界面活性劑。
40.如實施例39之組合物,其中該磷酸酯為聚氧乙烯(10)壬基苯酚磷酸酯。
41.如實施例39之組合物,其中該磷酸酯為C8H17磷酸酯之鈉鹽。
42.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為磺基丁二酸鹽界面活性劑。
43.如實施例42之組合物,其中該磺基丁二酸鹽為二辛基磺基丁二酸鈉。
44.如實施例42之組合物,其中該磺基丁二酸鹽為月桂醇醚磺基丁二酸二鈉。
45.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為羧酸鹽。
46.如實施例45之組合物,其中該羧酸鹽為聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸之鈉鹽。
47.如實施例45之組合物,其中該羧酸鹽為硬脂酸之鈉鹽。
48.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為肌胺酸鹽。
49.如實施例48之組合物,其中該肌胺酸鹽為月桂醯基肌胺酸鈉。
50.如實施例48之組合物,其中該肌胺酸鹽為椰油醯基肌胺酸銨。
51.如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為二苯醚界面活性劑。
52.如實施例51之組合物,其中該二苯醚為經直鏈癸基取代之二磺化二苯醚,鈉鹽。
53.如實施例51之組合物,其中該二苯醚為經分支鏈十二烷基取代之二磺化二苯醚。
54.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含甜菜鹼且該第二界面活性劑包含磺酸鹽。
55.如實施例54之組合物,其中該第一界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼界面活性劑、視情況為椰油醯胺丙基甜菜鹼,且該第二界面活性劑為烷芳基磺酸鹽界面活性劑、視情況為十二烷基苯磺酸鹽之鹽。
56.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含兩性乙酸鹽且該第二界面活性劑包含磺酸鹽。
57.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含羥基磺基甜菜鹼且該第二界面活性劑包含磺基乙酸鹽。
58.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含兩性二丙酸鹽且該第二界面活性劑包含磷酸酯。
59.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含氧化胺且該第二界面活性劑包含羧酸,例如為羧酸鹽。
60.如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含甜菜鹼且該第二界面活性劑包含羧酸,例如為羧酸鹽。
61.如實施例54-60中每一者之組合物,其進一步包含無機鹽及 增稠劑作為固體組份。
62.如實施例54-60中每一者之組合物,其包含單一兩性界面活性劑、單一陰離子界面活性劑、無機鹽及增稠劑。
63.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該兩性界面活性劑構成該等固體組份重量之10-30wt%。
64.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該兩性界面活性劑構成該等固體組份重量之15-25wt%。
65.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該陰離子界面活性劑構成該等固體組份重量之31-60wt%。
66.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該陰離子界面活性劑構成該等固體組份重量之40-50wt%。
67.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該兩性界面活性劑構成該等固體組份之15-25wt%且該陰離子界面活性劑構成該等固體組份之40-50wt%。
68.如實施例1-62中任一者之組合物,其中以存在於該組合物中之界面活性劑的總重量計該陰離子界面活性劑之wt%為該兩性界面活性劑之wt%的1.5至3倍。
69.如實施例1-62中任一者之組合物,其中以存在於該組合物中之界面活性劑的總重量計該陰離子界面活性劑之wt%為該兩性界面活性劑之wt%的1.5至2.5倍。
70.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該兩性界面活性劑構成該等固體組份之15-25wt%,該陰離子界面活性劑構成該等固體組份之40-50wt%且該無機鹽構成該等固體組份之5-20wt%。
71.如實施例1-62中任一者之組合物,其中該兩性界面活性劑構成該等固體組份之15-25wt%,該陰離子界面活性劑構成該等固體組份之40-50wt%且該無機鹽構成該等固體組份之5-20wt%,其中該 等固體組份之剩餘部分為增稠劑。
72.如前述實施例中任一者之組合物,其包含無機鹽,其中該無機鹽視情況為氯化鈣。
73.如前述實施例中任一者之組合物,其包含選自聚醯胺增稠劑及纖維素增稠劑之水性增稠劑。
74.如實施例73之組合物,其中該水性增稠劑選自羧甲基纖維素及羥乙基纖維素。
75.一種用於製造滅火濃縮組合物之分批法,其包含向容器中添加熱水、陰離子界面活性劑、兩性界面活性劑、無機鹽及增稠劑;其中在添加組份至該容器之後,攪拌所得混合物以提供均勻或幾乎均勻混合物,隨後添加下一組份。
76.如實施例75用於製造滅火濃縮組合物之分批法,其包含:(a)將水加熱至約70-80℃以提供熱水;(b)添加陰離子界面活性劑至該熱水中;(c)添加兩性界面活性劑至步驟b)之混合物中;(d)添加熱水至步驟c)之混合物中;(e)添加無機鹽至步驟(d)之混合物中;(f)將步驟(e)之混合物冷卻至環境溫度之±20℃內;及(g)添加增稠劑至步驟f)之混合物;其中在添加組份之後,於添加下一組份前,在最少泡沫產生下攪拌所得混合物約30分鐘以實現均勻或幾乎均勻混合物。
77.一種用於製造滅火濃縮組合物之連續法,其包含提供連續反應器,將水饋入該連續反應器中,向該連續反應器中持續饋入a)陰離子界面活性劑、b)兩性界面活性劑,及混合組份a)與組份b)以提供均勻混合物。
78.如實施例77之連續法,其進一步包含向該反應器中持續饋入無機鹽及增稠劑。
79.如實施例78之連續法,其中在添加所有該等界面活性劑之後將該無機鹽及該增稠劑添加至該反應器中。
80.如實施例77之連續法,其中將該連續反應器中之該水維持在超過50℃之溫度。
81.如實施例77之連續法,其中選自直列式混合器及靜態混合器之混合器存在於該連續反應器中。
82.如實施例77之連續法,其中該連續反應器為具有預定直徑及長度之罐或管道。
83.一種滅火之方法,其包含將包含如實施例1-74中任一者之組合物的組合物施用於火,其用量及時間能有效地滅掉該火。
另外,本發明包括以下編號的實施例,其亦僅為例示性且不限制本發明之各種實施例:
1)一種包含水及溶解或懸浮的固體之組合物,該等固體包含選自兩性界面活性劑之第一界面活性劑、選自陰離子界面活性劑之第二界面活性劑及選自兩性界面活性劑與陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於該第一界面活性劑及該第二界面活性劑。
2)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為甜菜鹼界面活性劑,或換言之,為包含甜菜鹼基團之界面活性劑。
3)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼。
4)如實施例3之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為椰油醯胺丙基甜菜鹼。
5)如實施例3之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為異硬脂醯基丙基甜菜鹼。
6)如實施例3之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為月桂醯胺丙基甜菜鹼。
7)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為兩性乙酸鹽 界面活性劑。
8)如實施例7之組合物,其中該兩性乙酸鹽為椰油兩性乙酸鹽之鈉鹽。
9)如實施例7之組合物,其中該兩性乙酸鹽為月桂醯兩性乙酸鹽之鈉鹽。
10)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為兩性丙酸鹽界面活性劑。
11)如實施例10之組合物,其中該兩性丙酸鹽為椰油兩性二丙酸鹽之二鈉鹽。
12)如實施例10之組合物,其中該兩性丙酸鹽為辛醯兩性丙酸鹽之鈉鹽。
13)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為羥基磺基甜菜鹼界面活性劑。
14)如實施例13之組合物,其中該羥基磺基甜菜鹼為椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼。
15)如實施例13之組合物,其中該羥基磺基甜菜鹼為油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼。
16)如實施例13之組合物,其中該羥基磺基甜菜鹼為月桂基羥基磺基甜菜鹼。
17)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為氧化胺界面活性劑。
18)如實施例17之組合物,其中該氧化胺為椰油醯胺丙基氧化胺。
19)如實施例17之組合物,其中該氧化胺為N,N-(二羥乙基)肉豆蔻氧化胺。
20)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑為咪唑啉衍生 物。
21)如實施例20之組合物,其中該咪唑啉衍生物為兩性甘胺酸鹽。
22)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為磺酸鹽界面活性劑,或換言之,該第二界面活性劑包含磺酸酯基。
23)如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為直鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
24)如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為C14-C16烯烴磺酸鹽之鈉鹽。
25)如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
26)如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之三乙醇胺鹽。
27)如實施例22之組合物,其中該磺酸鹽為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之異丙胺鹽。
28)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為硫酸鹽,或換言之,該第二界面活性劑包含硫酸酯基。
29)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為月桂基醚硫酸鹽之鈉鹽。
30)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為月桂基硫酸鹽之銨鹽。
31)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為辛基硫酸鈉。
32)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為十二烷基硫酸鈉。
33)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為乙氧基化C6-C12醇之鈉鹽。
34)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為月桂醇醚硫酸鈉。
35)如實施例28之組合物,其中該硫酸鹽為C12-C14第三烷基乙氧基化硫酸鈉。
36)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為磺基乙酸鹽界面活性劑。
37)如實施例36之組合物,其中該磺基乙酸鹽為月桂基磺基乙酸鹽之鈉鹽。
38)如實施例36之組合物,其中該磺基乙酸鹽為十六烷基磺基乙酸鹽之銨鹽。
39)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為選自磷酸單酯界面活性劑及磷酸二酯界面活性劑之磷酸酯界面活性劑。
40)如實施例39之組合物,其中該磷酸酯為聚氧乙烯(10)壬基苯酚磷酸酯。
41)如實施例39之組合物,其中該磷酸酯為C8H17磷酸酯之鈉鹽。
42)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為磺基丁二酸鹽界面活性劑。
43)如實施例42之組合物,其中該磺基丁二酸鹽為二辛基磺基丁二酸鈉。
44)如實施例42之組合物,其中該磺基丁二酸鹽為月桂醇醚磺基丁二酸二鈉。
45)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為羧酸鹽。
46)如實施例45之組合物,其中該羧酸鹽為聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸之鈉鹽。
47)如實施例45之組合物,其中該羧酸鹽為硬脂酸之鈉鹽。
48)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為肌胺酸鹽。
49)如實施例48之組合物,其中該肌胺酸鹽為月桂醯基肌胺酸鈉。
50)如實施例48之組合物,其中該肌胺酸鹽為椰油醯基肌胺酸銨。
51)如實施例1-21中每一者之組合物,其中該第二界面活性劑為二苯醚界面活性劑。
52)如實施例51之組合物,其中該二苯醚為經直鏈癸基取代之二磺化二苯醚,鈉鹽。
53)如實施例51之組合物,其中該二苯醚為經分支鏈十二烷基取代之二磺化二苯醚。
54)如實施例1-53中每一者之組合物,其中該第三界面活性劑為陰離子界面活性劑。
55)如實施例54之組合物,其中該第二界面活性劑與該第三界面活性劑不相同且各選自以下之群:含磺酸鹽界面活性劑、含硫酸鹽界面活性劑、含磺基乙酸鹽界面活性劑、含磷酸酯界面活性劑、含磺基丁二酸鹽界面活性劑、含羧酸鹽界面活性劑、含肌胺酸鹽界面活性劑及含二苯醚界面活性劑。
56)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含甜菜鹼,該第二界面活性劑包含磺酸鹽,且該第三界面活性劑包含硫酸鹽。
57)如實施例56之組合物,其中該第一界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼界面活性劑、視情況為椰油醯胺丙基甜菜鹼,該第二界面活性劑為烷芳基磺酸鹽界面活性劑、視情況為十二烷基苯磺酸鹽之鹽,且該第三界面活性劑包含硫酸鹽界面活性劑,其視情況選自月桂醇醚硫酸鹽、辛基硫酸鹽及十二烷基硫酸鹽之鹽。
58)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含兩性乙酸鹽,該第二界面活性劑包含磺酸鹽,且該第三界面活性劑包含硫酸鹽。
59)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含羥基磺基甜菜鹼,該第二界面活性劑包含磺基乙酸鹽且該第三界面活性劑包含硫酸鹽。
60)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含兩性二丙酸鹽,該第二界面活性劑包含磷酸酯,且該第三界面活性劑包含磺基丁二酸鹽。
61)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含氧化胺,該第二界面活性劑包含羧酸且該第三界面活性劑包含肌胺酸鹽。
62)如實施例1之組合物,其中該第一界面活性劑包含甜菜鹼,該第二界面活性劑包含羧酸鹽,且該第三界面活性劑包含二磺化二苯醚。
63)如實施例54-62中每一者之組合物,其進一步包含無機鹽、增稠劑及選自二醇單醚與二醇二醚之有機溶劑。
64)如實施例1-53中每一者之組合物,其中該第三界面活性劑為兩性界面活性劑。
65)如實施例64之組合物,其中該第三界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼兩性界面活性劑。
66)如實施例1-3及5-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為椰油醯胺丙基甜菜鹼。
67)如實施例1-4及6-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為異硬脂醯基丙基甜菜鹼。
68)如實施例1-5及7-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂醯胺丙基甜菜鹼。
69)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為兩性乙酸鹽兩性界面活性劑。
70)如實施例1-7及9-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為椰油兩性乙酸鹽之鈉鹽。
71)如實施例1-8及10-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂醯兩性乙酸鹽之鈉鹽。
72)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為兩性丙酸鹽兩性界面活性劑。
73)如實施例1-10及12-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為椰油兩性二丙酸鹽之二鈉鹽。
74)如實施例1-11及13-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為辛醯兩性丙酸鹽之鈉鹽。
75)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為羥基磺基甜菜鹼兩性界面活性劑。
76)如實施例1-13及15-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼。
77)如實施例1-14及16-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼。
78)如實施例1-15及17-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂基羥基磺基甜菜鹼。
79)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為氧化胺兩性界面活性劑。
80)如實施例1-17及19-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為椰油醯胺丙基氧化胺。
81)如實施例1-18及20-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為N,N-(二羥乙基)肉豆蔻氧化胺。
82)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為咪唑啉衍生物兩性界面活性劑。
83)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為兩性甘胺酸鹽兩性界面活性劑。
84)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為含磺酸鹽陰離子界面活性劑。
85)如實施例1-22及24-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為直鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
86)如實施例1-23及25-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為C14-C16烯烴磺酸鹽之鈉鹽。
87)如實施例1-24及26-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
88)如實施例1-25及27-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之三乙醇胺鹽。
89)如實施例1-26及28-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之異丙胺鹽。
90)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為硫酸鹽陰離子界面活性劑。
91)如實施例1-28及30-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂基醚硫酸鹽之鈉鹽。
92)如實施例1-29及31-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂基硫酸鹽之銨鹽。
93)如實施例1-34及36-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為C12-C14第三烷基乙氧基化硫酸鈉。
94)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為磺基乙酸鹽陰離子界面活性劑。
95)如實施例1-36及38-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂基磺基乙酸鹽之鈉鹽。
96)如實施例1-37及39-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為十六烷基磺基乙酸鹽之銨鹽。
97)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為選自磷酸單酯界面活性劑及磷酸二酯界面活性劑之磷酸酯陰離子界面活性劑。
98)如實施例1-39及41-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為聚氧乙烯(10)壬基苯酚磷酸酯。
99)如實施例1-40及42-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為C8H17磷酸酯之鈉鹽。
100)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為磺基丁二酸鹽陰離子界面活性劑。
101)如實施例1-42及43-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為二辛基磺基丁二酸鈉。
102)如實施例1-43及44-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂醇醚磺基丁二酸二鈉。
103)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為羧酸鹽陰離子界面活性劑。
104)如實施例1-45及47-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸之鈉鹽。
105)如實施例1-46及48-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為硬脂酸之鈉鹽。
106)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為肌胺酸鹽陰離子界面活性劑。
107)如實施例1-48及50-53中任一者之組合物,其中該第三界面 活性劑為月桂醯基肌胺酸鈉。
108)如實施例1-49及51-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為椰油醯基肌胺酸銨。
109)如實施例1-53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為二苯醚陰離子界面活性劑。
110)如實施例1-51及53中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為經直鏈癸基取代之二磺化二苯醚,鈉鹽。
111)如實施例1-52中任一者之組合物,其中該第三界面活性劑為經分支鏈十二烷基取代之二磺化二苯醚。
112)如前述實施例中任一者之組合物,其中兩性界面活性劑構成該等固體重量之10-30wt%。
113)如前述實施例中任一者之組合物,其中兩性界面活性劑構成該等固體重量之10-15wt%。
114)如前述實施例中任一者之組合物,其中兩性界面活性劑構成該等固體重量之15-20wt%。
115)如前述實施例中任一者之組合物,其中兩性界面活性劑構成該等固體重量之20-25wt%。
116)如前述實施例中任一者之組合物,其中兩性界面活性劑構成該等固體重量之15-25wt%。
117)如前述實施例中任一者之組合物,其中陰離子界面活性劑構成該等固體重量之45-85wt%。
118)如前述實施例中任一者之組合物,其中陰離子界面活性劑構成該等固體重量之45-85wt%。
119)如前述實施例中任一者之組合物,其中陰離子界面活性劑構成該等固體重量之45-55wt%。
120)如前述實施例中任一者之組合物,其中陰離子界面活性劑 構成該等固體重量之55-65wt%。
121)如前述實施例中任一者之組合物,其中陰離子界面活性劑構成該等固體重量之65-75wt%。
122)如前述實施例中任一者之組合物,其中陰離子界面活性劑構成該等固體重量之75-85wt%。
123)如前述實施例中任一者之組合物,其中該水構成該組合物之75-95wt%。
124)如前述實施例中任一者之組合物,其中該水構成該組合物之75-80wt%。
125)如前述實施例中任一者之組合物,其中該水構成該組合物之80-85wt%。
126)如前述實施例中任一者之組合物,其中該水構成該組合物之85-90wt%。
127)如前述實施例中任一者之組合物,其中該水構成該組合物之90-95wt%。
128)如前述實施例中任一者之組合物,其進一步包含無機鹽。
129)如實施例128之組合物,其中該無機鹽構成該等固體之2wt%至20wt%。
130)如實施例128之組合物,其中該無機鹽構成該組合物之0.1wt%至5.0wt%。
131)如實施例128-130中任一者之組合物,其中該無機鹽為選自以下之一或多者:鹼性草酸鋁、硫酸鋁銨、硼酸鋁晶鬚、磷酸二氫鋁、氫氧化鋁、鉬酸銨、磷酸鋁、硫酸鋁鉀、硫酸鋁、七鉬酸銨、八鉬酸銨、三氧化銻、偏硼酸鋇、硫酸鋇、鹼性碳酸銅、鹼性碳酸鋅、碳酸鈹、氫氧化鉍、碳酸鈣、氯化鈣、磷酸氫鈣、氫氧化鈰、碳酸鈰、碳酸鉻、氫氧化鈷、碳酸鈷、磷酸 氫二錳、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鋅、白雲石(碳酸氫鈣鎂)、碳酸鏑、碳酸鉺、碳酸銪、氫氧化鐵、二茂鐵、醋酸鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、硫酸亞鐵銨、碳酸亞鐵、碳酸釓、碳酸胍、碳酸鈥、磷酸氫鹽偏硼酸鍶、磷酸氫鍶偏硼酸鉀、水菱鎂礦、氮化鐵、碳酸鑭、氫氧化鑭、碳酸鋰、碳酸鎦、磷酸鎂銨、硼酸錳、磷酸二氫鎂、磷酸氫鎂、硫酸氫鎂、氫氧化鎂、偏硼酸鎂水合物、硝酸鎂、三矽酸鎂、碳酸錳、檸檬酸錳、磷酸二氫錳、草酸錳二水合物、磷酸錳、鎢酸錳、水錳礦、氫氧化鉬、磷酸單鈣、磷酸單鉀、碳酸釹、碳酸鎳、草酸鎳、碳酸氫鉀、六氟鈦酸鉀、六氟鋯酸鉀、偏磷酸鉀、硝酸鉀、草酸鉀、碳酸鉀鈉六水合物、四硼酸鉀水合物、三聚磷酸鉀、碳酸鐠、碳酸釤、碳酸鈧、碳酸銀、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、磷酸二氫鈉、硝酸鈉、草酸鈉、碳酸氫三鈉、三偏磷酸鈉、鎢酸鈉、碳酸鍶、氫氧化鍶、偏硼酸鍶、四硼酸鍶、四硼酸鍶水合物、碲酸、碳酸鋱、碳酸銩、氧化錫、二氧化鈦、碳酸釩、碳酸鐿、碳酸釔、氧化鋅、硫化鋅、硫酸鋅七水合物、硼酸鋅、碳酸鋅、磷酸二氫鋅、磷酸鋅、錫酸鋅、碳酸鋯及硝酸鋯。
132)如實施例128-130中任一者之組合物,其中該無機鹽為氯化鈣。
133)如前述實施例中任一者之組合物,其進一步包含水性增稠劑。
134)如實施例133之組合物,其中該增稠劑構成該等固體之0.1wt%至5wt%。
135)如實施例133之組合物,其中該增稠劑構成該組合物之0.01wt%至2wt%。
136)如實施例133之組合物,其中該水性增稠劑為選自聚醯胺及 纖維素之一或多種增稠劑。
137)如實施例133之組合物,其中該水性增稠劑選自羧甲基纖維素及羥乙基纖維素。
138)一種用於製造滅火濃縮組合物之分批法,其包含向容器中添加熱水、第一陰離子界面活性劑、第二陰離子界面活性劑、選自兩性界面活性劑及陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,其中該第三界面活性劑不同於該第一界面活性劑及該第二界面活性劑,及視情況添加無機鹽及增稠劑;其中在添加組份至該容器之後,於添加下一組份前,在產生最少泡沫下攪拌所得混合物約30分鐘。
139)如實施例138用於製造滅火濃縮組合物之分批法,其包含:(a)將水加熱至約70-80℃以提供熱水;(b)添加第一陰離子界面活性劑至該熱水中;(c)添加第一兩性界面活性劑至步驟b)之混合物中;(d)添加熱水至步驟c)之混合物中;(e)添加第三界面活性劑至步驟d)之混合物中,該第三界面活性劑選自陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑,該第三界面活性劑不同於該第一陰離子界面活性劑及該第一兩性界面活性劑;(f)添加無機鹽至步驟e)之混合物;(g)將步驟f)之混合物冷卻至環境溫度之±20℃內;及(h)添加增稠劑至該步驟f)之混合物;其中在添加組份之後,於添加下一組份前,在最少泡沫產生下攪拌所得混合物約30分鐘。
140)一種用於製造滅火濃縮組合物之連續法,其包含提供連續反應器,將水饋入該連續反應器中,向該連續反應器中持續饋入a)陰離子界面活性劑、b)兩性界面活性劑及c)選自陰離子界面活性劑與兩性界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑不同於步驟a)之該陰離子界面活性劑及步驟b)之該兩性界面活性劑;及混合組份a)、組份b)及組份c)以提供均勻混合物。
141)如實施例140之連續法,其進一步包含向該反應器中持續饋 入無機鹽及增稠劑。
142)如實施例140之連續法,其中在添加所有該等界面活性劑之後將該無機鹽及該增稠劑添加至該反應器中。
143)如實施例140之連續法,其中將該連續反應器中之該水維持在超過50℃之溫度。
144)如實施例140之連續法,其中選自直列式混合器及靜態混合器之混合器存在於該連續反應器中。
145)如實施例140之連續法,其中該連續反應器為具有預定直徑及長度之罐或管道。
146)一種滅火之方法,其包含將包含如實施例1-145中任一者之組合物的組合物施用於火,其用量及時間能有效地滅掉該火。
可組合上述各種實施例中之任一者以提供另外的實施例。本說明書中所提及及/或申請資料表(包括(但不限於)[插入清單])中所列之所有美國專利、美國專利申請公開案、美國專利申請案、外國專利、外國專利申請案及非專利公開案均以其全文引用之方式併入本文中。若需要可修改實施例之態樣以採用各種專利、申請及公開案之概念來提供又另外的實施例。可鑒於以上實施方式對實施例進行此等及其他改變。一般而言,在以下申請專利範圍中,所用術語不應解釋為將申請專利範圍限於本說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例,而應解釋為包括所有可能的實施例連同該等申請專利範圍有權要求的等效物之全部範疇。因此,申請專利範圍不受本發明限制。

Claims (33)

  1. 一種包含水及固體之組合物,該等固體包含:選自包含甜菜鹼基團之兩性界面活性劑之第一界面活性劑、選自包含磺酸鹽基團之陰離子界面活性劑之第二界面活性劑及選自陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑係不同於該第二界面活性劑。
  2. 如請求項1之組合物,其中該第一界面活性劑為醯胺丙基甜菜鹼。
  3. 如請求項2之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為椰油醯胺丙基甜菜鹼。
  4. 如請求項2之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為異硬脂醯基丙基甜菜鹼。
  5. 如請求項2之組合物,其中該醯胺丙基甜菜鹼為月桂醯胺丙基甜菜鹼。
  6. 如請求項1之組合物,其中該第二界面活性劑為直鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
  7. 如請求項1之組合物,其中該第二界面活性劑為C14-C16烯烴磺酸鹽之鈉鹽。
  8. 如請求項1之組合物,其中該第二界面活性劑為分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之鈉鹽。
  9. 如請求項1之組合物,其中該第二界面活性劑為直鏈或分支鏈十二烷基苯磺酸鹽之三乙醇胺鹽。
  10. 如請求項1之組合物,其中該第三界面活性劑包含硫酸鹽基團。
  11. 如請求項1之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂基醚硫酸鹽之鈉鹽。
  12. 如請求項1之組合物,其中該第三界面活性劑為月桂基硫酸鹽之銨鹽。
  13. 如請求項1之組合物,其中該第三界面活性劑為C12-C14第三烷基乙氧基化硫酸鈉。
  14. 如請求項1之組合物,其進一步包含無機鹽。
  15. 如請求項14之組合物,其中該無機鹽構成該等固體之2wt%至20wt%。
  16. 如請求項14之組合物,其中該無機鹽構成該組合物之0.1wt%至5.0wt%。
  17. 如請求項14之組合物,其中該無機鹽為氯化鈣。
  18. 如請求項1之組合物,其進一步包含水性增稠劑。
  19. 如請求項18之組合物,其中該增稠劑構成該等固體之0.1wt%至5wt%。
  20. 如請求項18之組合物,其中該增稠劑構成該組合物之0.01wt%至2wt%。
  21. 如請求項18之組合物,其中該水性增稠劑為選自聚醯胺及纖維素之一或多種增稠劑。
  22. 如請求項18之組合物,其中該水性增稠劑係選自羧甲基纖維素及羥乙基纖維素。
  23. 如請求項1之組合物,其進一步包含選自二醇單醚及二醇二醚之二醇醚。
  24. 如請求項23之組合物,其中該二醇醚係選自乙二醇單甲醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚及乙二醇單己醚,且係呈1-8wt%之量。
  25. 一種用於製造滅火濃縮組合物之分批法,其包含向容器中添加熱水、包含磺酸鹽基團之第一陰離子界面活性劑、不同於該第一陰離子界面活性劑之第二陰離子界面活性劑、選自包含甜菜鹼基團之兩性界面活性劑之第三界面活性劑,及視情況添加無機鹽及增稠劑;其中在添加組份至該容器之後,於添加下一組份前,在最少泡沫產生下攪拌所得混合物約30分鐘。
  26. 如請求項25之用於製造滅火濃縮組合物之分批法,其包含:(a)將水加熱至約70至80℃以提供熱水;(b)添加第一陰離子界面活性劑至該熱水中;(c)添加第一兩性界面活性劑至步驟b)之混合物中;(d)添加熱水至步驟c)之混合物中;(e)添加第三界面活性劑至步驟d)之混合物中,該第三界面活性劑係選自陰離子界面活性劑及兩性界面活性劑,該第三界面活性劑係不同於該第一陰離子界面活性劑及該第一兩性界面活性劑;(f)添加無機鹽至步驟e)之混合物;(g)將步驟f)之混合物冷卻至環境溫度之±20℃內;及(h)添加增稠劑至該步驟f)之混合物;其中在添加組份之後,於添加下一組份前,在最少泡沫產生下攪拌所得混合物約30分鐘。
  27. 一種用於製造滅火濃縮組合物之連續法,其包含提供連續反應器,將水饋入該連續反應器中,向該連續反應器中持續饋入a)包含磺酸鹽基團之陰離子界面活性劑、b)包含甜菜鹼基團之兩性界面活性劑及c)選自陰離子界面活性劑之第三界面活性劑,該第三界面活性劑係不同於步驟a)之該陰離子界面活性劑及步驟b)之該兩性界面活性劑;及混合組份a)、組份b)及組份c)以提供均勻混合物。
  28. 如請求項27之連續法,其進一步包含向該反應器中持續饋入無機鹽及增稠劑。
  29. 如請求項27之連續法,其中在添加所有該等界面活性劑之後將無機鹽及增稠劑添加至該反應器中。
  30. 如請求項27之連續法,其中將該連續反應器中之該水維持在超過50℃之溫度。
  31. 如請求項27之連續法,其中於該連續反應器中存在選自直列式混合器(inline mixer)及靜態混合器之混合器。
  32. 如請求項27之連續法,其中該連續反應器為具有預定直徑及長度之罐或管道。
  33. 一種滅火之方法,其包含將包含如請求項1至24中任一項之組合物的組合物施用於火,其用量及時間能有效地滅掉該火。
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